1、浅论矿井瓦斯抽放方法摘 要本文以煤矿瓦斯抽放工作为研究对象,从现阶段煤矿瓦斯抽放的形式、煤矿瓦斯抽放存在的问题等方面入手,论证了做好煤矿瓦斯抽放工作,确保煤矿安全生产,进一步提高煤矿开采工作质量与工作效率的重要性。 关键词煤矿、瓦斯抽放、方法、优缺点 中图分类号:TD712.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01 一、矿井瓦斯抽放方法 瓦斯抽放的方式和方法多种多样,一般有 3 种分类方法,见表 1-1。 瓦斯抽放方法虽然有上述不同分类方法和种类,但现场应用时,往往是互相结合、不能截然分开的。如本煤层抽放中包括巷道预抽法、钻孔预抽法及边采(掘)边抽法;而
2、钻孔法又应用于本煤层抽放、邻近层抽放及预抽、边抽等。 煤层抽放瓦斯难易程度分级表 某煤矿煤层透气性系数 8.7910-4m2/MPa2?d 二、本煤层瓦斯抽放及抽放方法 1.概念 本煤层瓦斯抽放是指采用送道或打钻的方式直接抽放开采煤层内含有的瓦斯的方法。 2.方法 按照抽放与采掘的时间关系,本煤层抽放可分为“预抽”和“边抽”两种方法。所谓“预抽” ,就是在开采之前预先抽出媒体中的瓦斯。 “预抽”又可分为巷道预抽和钻孔预抽 2 种;所谓“边抽”是指边生产边抽放瓦斯,即生产和抽放同时进行。 “边抽”又包括边采边抽和边掘边抽 2种。 三、预抽本煤层瓦斯施工方法及优缺点 预抽本煤层瓦斯(分巷道预抽和钻
3、孔预抽)的施工方法及优缺点如下: 1.巷道预抽本煤层瓦斯 即在回采之前事先掘出瓦斯巷道(因同时要考虑采煤工作需要,因此也叫采准巷道) ,然后,将巷道密闭,在密闭处接设管路进行抽放,直到回采时为止。 这种方法的优点:煤体卸压范围大,煤的暴露面积大,有利于瓦斯释放。 缺点:提前送巷道,开采时巷道维修量大;高瓦斯煤层掘进施工困难;若密闭不严易进气,抽出的瓦斯浓度低;且巷内易引起自然发火。此法目前很少应用。 2.钻孔预抽本煤层瓦斯 即在开采煤层底(或顶)板岩层中掘一与煤层走向平行的巷道,然后每隔一定距离(2030m)掘一小石门做钻场(深度6m) ,在每个钻场内向煤层打 37 个呈放射状的钻孔穿透煤层进
4、入顶(底)板,插管封孔进行抽放。如图 1-1 所示。 这种方法的优点:钻孔贯穿煤层,瓦斯很容易沿层理面流入钻孔,有利于提高抽放效果;其次,抽放工作是在掘进和回采之前进行的,能大大减少生产过程中的瓦斯涌出量。 缺点:被抽放煤层没有受采动影响,煤层压力变化不大(未卸压) ,透气性低的煤层可能达不到预抽效果。 四、 “边抽”本煤层瓦斯施工方法及优缺点 “边抽”包括边采边抽和边掘边抽,其施工方法及优缺点如下: 1.边采边抽 即在工作面前方进风巷或回风巷中每隔一定距离打平行于工作面的钻孔,然后插管、封孔进行抽放,如图 1-2 中 a 所示;也可以每隔一定距离(2030m)掘一钻场(深度6m) ,布置 3
5、 个扇形钻孔,然后插管、封孔进行抽放,如图 1-2 中 b 所示。 边采边抽的优点:由于采动影响,煤层已卸压,煤层透气性增加,抽放效果好;不受采掘工作影响和时间限制,具有较强的灵活性和针对性。 缺点:开孔位置在煤层,封孔不易保持严密,影响抽放效果和瓦斯浓度;另外,钻孔与煤层层理平行,层理之间不易勾通,瓦斯不易流动,也影响抽放效果。 2.边掘边抽 即在掘进巷道两帮每隔一定距离(2030m)掘一钻场(深度6m) ,在钻场向工作面推进方向打 23 个超前钻孔,然后插管、封孔进行抽放。随着工作面的推进,钻场和钻孔也向前排列,如图 1-3 所示。 边掘边抽的优点:工作面前方和巷道两帮一定范围的应力已发生
6、变化,因而游离和解吸瓦斯能直接被钻孔抽出,透气性低的煤层也会获得一定效果。 缺点:增加了掘钻场和打钻的工程量和时间,对掘进速度有影响,有漏风,抽放率低;另外,此法只能降低掘进而不能降低回采时的瓦斯涌出量。 五、进一步完善煤矿瓦斯抽放的对策分析 针对上文有关现阶段煤矿瓦斯抽放工作存在的问题分析,笔者认为要想进一步完善煤矿瓦斯抽放,强化瓦斯抽放质量,提高瓦斯抽放率,可以从以下几个方面入手。 (1)改善煤矿瓦斯抽放煤层的采掘平衡状态,确保瓦斯抽放时间。相关工作人员应当结合本矿区的实际地质条件,对煤层瓦斯突出区域以及工作面瓦斯外涌危险性区域加以预测,制定相应的安全报警限值,防治不必要的防突工程量。与此
7、同时制定相应的快速消突措施,经由注水处理确保掘进头前方煤体出现一定程度的外扩性移动,进而诱导掘进头前方煤体出现集中性破坏,从而达到提高前方煤层卸压带宽度,消除掘进头前方煤层瓦斯突出的问题,从而提高煤巷掘进速度,最终确保预抽瓦斯时间的充足;(2)针对瓦斯抽放过程当中打钻质量不高的问题,应当配备专门的风粉分离装置,在此基础之上应当于煤层钻孔施工位置加装移动式压风装置,确保钻孔过程当中风压的提升;(3)针对矿区瓦斯抽放煤层的实际特点,制定综合化的瓦斯抽放方式;(4)大力推广聚氨酯形式的封孔原料选用,发挥聚氨酯膨胀系数高、收缩率小以及凝固时间短在内的多种优势,确保封孔质量的提升。 结语:伴随着现代科学技术的蓬勃发展与经济社会建设进程日益完善,社会大众持续增长的物质文化与精神文化需求同时对新时期的煤矿建设事业提出了更为全面与系统的发展要求。我国作为世界范围内最大的煤产国之一,伴随着煤矿开采与生产而凸显出来的煤矿灾害与事故问题需要引起相关工作人员的广泛关注与重视。