有效提高煤矿瓦斯抽采效果途径的分析与探讨

＊宋晋云

（山西兰花科技创业股份有限公司大阳煤矿分公司 山西 048000）

引言

煤炭是工业上应用最为广泛的能源之一，所以煤炭开采的高质量和高效率关系到经济的发展强度。但是因为各个方面的因素影响导致了现阶段的煤炭开采条件并不是很理想，从而影响到了煤炭的开采程度和煤炭企业的发展。而其中瓦斯的含量增加是最为直接的影响因素。所以加强煤炭开采过程中瓦斯抽取的途径好坏是很重要的，但是在现有的技术和手段有限的条件下怎样完成这一指标也显得更为重要，对这方面的研究和分析也是有待解决的问题。

1.煤矿瓦斯抽采的目的和重要性

在煤矿的开采过程中造成的瓦斯是需要及时安全地排出煤炭开采地工作地点，否则就会造成难以挽回的后果，所以对煤矿瓦斯抽采的目的和重要性不可忽视，其目的和重要性有以下几点。

第一，将瓦斯进行抽采可以在很大程度上减少井内的瓦斯含量，提升作业环境的通风效果，保证良好的工作环境。

第二，提高煤炭的开采质量，让煤层间的瓦斯含量有所减少，这样就不会让煤层和瓦斯两者出现碰撞，从而减少事故瓦斯爆炸的发生率。

第三，在广义上瓦斯在能源方面也是不可多得和具有环保的清洁型能源，将瓦斯抽取出来可以再次利用，从而提升了能源的利用率，也会起到保护环境的效果。

现如今，国家对瓦斯可以产生的经济效益也越来越重视，有关部门也公布了一些相关的法律法规，并对其进行了完善，在这一套法律的支持下，瓦斯的抽采工作也得以更好地进行。值得注意的是，如果对开采煤矿中产生的瓦斯进行有效合理的处理，可以利于煤矿内部的开采，保护开采人员的人体健康，还可以阻止瓦斯扩散到空气中，起到保护环境、减少污染的目的。从这些出发点来看，提高煤矿瓦斯抽采效果是必须实行的，对社会生产有着非常关键的作用。

2.有效提高煤矿瓦斯抽采效果途径的分析与探讨

(1)采用合适的抽采技术手段

就目前而言，我国煤矿开采过程中采用的抽取技术，且应用最为广泛的有以下几种：

第一种是地面钻井前的瓦斯抽采技术，这一技术是通过三个阶段来进行瓦斯的抽采，也就是完井阶段、煤层透气性改造阶段、排水抽气阶段这三个阶段。因为这个技术诞生于20世纪，相对来说这个技术已经趋于成熟和完善了，特别是在压裂（如图1）和排采两个技术层面有着更为显著的效果。在实际应用中发现这一技术主要采用了前置液、顶替液压裂等方式来实现抽采结果，并且在一些地区会用二氧化碳压裂驱替技术来进行煤矿瓦斯的抽采。经过分析和实践证明这一技术的成果显著，有着很高的实用效果，值得广泛应用和推广。

图1 压裂抽采技术

第二种是在井下穿层钻孔抽采技术。本技术通常应用于煤矿被保护层的瓦斯抽采，其原因在于很好的实现抽采效果，同时可以提高卸压瓦斯的抽取。

第三种是井下巷道抽采技术（如图2）。这个技术主要应用在被保护层的断裂的煤层处，这也是因为其独特的功能特点。具体来说又有高抽巷法、倾斜高抽巷法。就具体现实情况而言，煤矿应该总结现有的所有煤矿瓦斯抽采技术，煤矿的工作者应该考虑煤矿的内部环境和当地理地质情况来选择最为合适的技术手段，只有这样才可以达到最好的抽取效果。

图2 井下巷道抽采技术

(2)注重煤矿瓦斯抽采细节

我们都知道细节决定成败，这同样也适用于开采煤矿的高危险工作行业。因此在抽采瓦斯的过程中要增加钻孔数量和对钻孔位置进行调整规划，适当增加抽采的范围和区域。这也就要求及时观察煤矿内部的情况和地质情况，还需要及时发现瓦斯异常的地点并解决问题，这样会减少不必要的损失，提高煤矿的开采效率。也需要结合煤矿的实际开采情形，根据现场实际生产情况，针对卸压带也要进行充分的设置，以便减少注水时带来的压力和破环力度，要及时的调整应力需求，从而解除瓦斯的危险。再者要极大程度上对井内实行通风，加强空气的流动性和瓦斯的流动，减轻瓦斯的内部浓度。

通常情况下，煤层内部的通风效果越好就能越有利于瓦斯含量的减少，而煤层的透气不好会使得瓦斯含量加重。另外，在采用瓦斯抽采技术时因为适用机械和煤矿开采深度不断提高，就会对地层产生损害，对地层运动会有影响，直接造成瓦斯含量在不断地增加，也就致使单一的抽采手段无法满足效果，这时候就需要采取多种手段同时进行。

要保证煤矿开采的效率和质量，就需要研究和开发出新的综合型的技术以达成目的。最后是要有封口措施，采用高质量高环保的材料来封口，保证作业的稳定性。例如可以适用聚氨酯材料来进行处理，这也是因为聚氨酯有着膨胀系数高、凝固时间短、收缩率小等等的特性。另外还要注意的是在使用聚氨酯进行封口处理时要保证封口长度在5m以上，这可以保证很好的封口效果。

(3)完善并落实瓦斯抽采使用制度

制度是一切的指导方向和指导思想方针，所以要想提高煤矿瓦斯的抽采效果，煤矿行业的领导人和相关部门就需要制定科学合理的管理措施和制度，在管理意识上也要提升意识。

具体的讲就是要建立一个科学的抽采技术队伍、配上最为专业的设备、安装一些完整的检测和监管系统等入手，将措施和方针实施好才可以有效提高煤矿的抽采效果。在此之间，要对相关的法律法规进行完善和修正，这可以保证在法律的保护下安全有效的进行工作。在现阶段对煤矿瓦斯的抽采途径效果进行分析和探讨是非常重要和具有价值意义的，通过分析发现影响煤矿的开采效率的重要原因在于政策的不完善。这需要政府部门尽快做出相应的解决办法。再者就是要对瓦斯的使用进行合理的规划，充分利用瓦斯资源，开发出瓦斯发电途径的保护，并做出一些优惠政策，这样会鼓励企业加入到瓦斯发电中来。

(4)合理选择抽采方法

煤矿瓦斯的抽采效果的提高是要使用更加专业合理的方法，在进行方法的选择时要分析出煤层状况和煤的储存含量、瓦斯的含量来源、煤矿开采的布置和深度以及当地的地质条件。这就需要多部门之间进行充分合作，以保证瓦斯抽采可以顺利有效地进行。在针对瓦斯的来源时要采用不同的方法来进行，这就需要工作人员注意瓦斯的产生来源并选择出合理的抽采方法，如图3，瓦斯抽采流程7步骤。

图3 瓦斯抽采流程7步骤

3.采煤工作面瓦斯抽采设计优化分析

(1)设计加密孔

在煤矿瓦斯的抽采时要针对钻孔的间距进行调整，减小孔距和加大孔的密度。事实证明，各个孔之间的距离越小，则抽采效果更加明显。在实际的工作当中要根据工作面的不同情况来进行打孔和采用不一样的孔半径组成孔组。尤其是在软煤层中更要加大钻孔力度，并控制好孔的深度，保证足够的工程量。通过确定孔的半径来提高抽采效果。

(2)钻孔直径设计优化分析

在抽取过程中也要研究钻孔的直径，需要结合煤层条件、地质结构和瓦斯含量来确定孔的直径。一般情况下都在75-120mm之间，特殊情况也可以在42-75mm之间。如果孔直径越大，煤层的瓦斯流出的表面积也会越大，抽采效果也就越好，有利于瓦斯的排出。所以要结合煤矿的实际情况来因地制宜来进行直径设计，在合理的情形下要尽可能去选择最大的直径。

(3)地面钻孔抽采与定向钻机的有效利用分析

有一个好的规划是非常重要的，要提前预知煤层的瓦斯情况，对本煤层抽采进行有效补充。还要在设计钻孔时要深入了解预抽时间，确定抽采的范围。使用一些高效可以定向进行长度钻孔，可以不需要巷道来扩大瓦斯的预抽时间和范围。

(4)选择合适的设备

就现在而言，目前的设备是有限的，所以要选择最为合适的抽采设备来进行煤矿瓦斯的抽采。工作人员应该要向国外先进的技术学习，从中学习到更为宝贵先进的东西，从而引入到自己的工作当中去，完善自己的工作来提升抽采效果和目的。机械化的使用可以方便抽取，在选择设备时充分考虑矿井的实际情况和地质原因。引进一些先进的设备来进行抽采，还可以对现有的设备进行改良和改造，达成完美抽采效果，如图4。

图4 瓦斯抽采设备

4.结束语

结合上述的情况，在新的经济发展条件下，煤矿的生产发展面临着巨大的挑战和机遇，对煤矿瓦斯的抽采进行分析有着更为实际的意义和价值。如果能够在很大程度提高瓦斯的抽采效率可以给工作人员提供安全保证，还可以对瓦斯进行合理化高效果的利用，同时也促进了煤矿产业的发展，有利于社会的进步发展。

煤矿的瓦斯抽采是一个复杂的过程，这其中是需要力学、机械电子、施工管理等多方面的理论知识，这就需要定期对工作人员进行理论知识和工作能力的考核，另外还要培养出作业人员的工程实践分析能力，使得抽采工作可以顺利进行。就目前而言，要学会渗流理论、高校抽采设备和煤层增透等方方面面的理论知识基础的支撑，要结合实际情况来制定更为合适的方案与措施。

希望通过不断地对煤矿瓦斯的抽取效果分析和探究，逐渐提高煤矿地开采质量和效率，提高对瓦斯的利用率，保护工作人员的生命安全，避免造成让人难以计量的损失，坚信在这一方面会取得更好的进步和发展。