突出低透气性煤层瓦斯抽采技术研究

任艳普

任艳普

平顶山天安煤业九矿有限责任公司河南平顶山467000

摘要：针对突出低透气性煤层的特点，结合开采巷道位置和回采工艺特点，提出了井上下同抽共采的想法，即增加对煤层气的利用率，并加以综合利用，可取的一定的经济效益；减少温室效应，改善能源结构，进而取的较好的社会效益。

关键词：瓦斯抽放；地面抽采；低透气性

煤与瓦斯突出矿井，在成煤过程中要伴生大量的甲烷等有机气体，地层透气性低，形成盖储作用，将瓦斯大量储存在煤体内。部分瓦斯以游离状态存在，大量的瓦斯以吸附状态存在于煤层结构中，并且一般要伴有大量的潜能，煤层内的瓦斯含量也较高。但是对于有煤与瓦斯突出危险的矿井来说，防治瓦斯突出工作成为影响矿井煤炭产量的亟待解决的问题。

1突出现象引发的问题

高突矿井低透气性煤层受采动卸压后，吸附瓦斯瞬时解析，释放出大量的能量。为了保证生产安全，掘进过程中实施“四位一体”的综合防突措施，实施过程中效果检验超标率高导致掘进速度慢。即使在防突指标没有超限的情况下掘进施工，工作面也常常因为煤层内涌入工作面的瓦斯超出了《煤矿安全规程》规定的范围而保护性断电，大大地限制了综合机械掘进工作面的优势，常常因为突出指标超限而影响掘进速度。

2瓦斯抽采现状

随着煤炭工业技术的发展，瓦斯抽采技术也得到了不断地提高和发展，我国煤矿瓦斯抽采技术大致经历了四个发展阶段：高透气性煤层瓦斯抽采阶段、邻近层卸压瓦斯抽采阶段、低透气性煤层强化抽采瓦斯阶段、综合抽采瓦斯阶段。

下面仅介绍几种典型的回采工作面瓦斯抽采方法。

1）顺层密集长钻孔抽采本层瓦斯

顺层密集长钻孔用于区域性抽采，用于综放面或综采面降低煤层瓦斯含量或解决工作面消突问题，一般钻孔深80m以上，孔间距3~5m，预抽时间半年以上。

为提高抽采效果，在布孔时往往采用斜向孔及交叉钻孔，斜向布孔有利于边采边抽，交叉式布孔可在不增加任何工程量的条件下，提高本煤层瓦斯抽采的效果。经在焦作矿区及平顶山矿区开展顺层交叉钻孔抽采突出煤层瓦斯的试验，证明交叉布孔可避免由于钻孔坍塌、堵孔等影响抽采效果的现象发生，比平行钻孔抽采效果提高115倍。顺层密集长钻孔及交叉钻孔预抽本层瓦斯如图1所示。

图3工作面综合抽采瓦斯示意图

4）井下钻孔水力压裂卸压增透抽采瓦斯

瓦斯治理方法众多，如区域治理措施中的保护层开采、地面采动区抽采等，但局限性大，效果差异悬殊。瓦斯治理主要手段为抽采，最常用的是把煤层作为抽采对象。但是，对于原生结构和碎裂煤而言，天然裂隙的连通性较差，且钻进过程中井田附近存在污染，如果不采取增透措施，抽采效果差。突出煤层往往为渗透性极差、强度极低的碎粒煤和糜棱煤，直接从其中抽采瓦斯不仅钻进困难，而且抽采效果差，钻孔抽采半径非常小、封孔困难致使抽采瓦斯浓度难以长期稳定。各种水力化措施，特别是水力挤出在煤巷掘进消突中起到了一定作用，但也存在不尽人意的方面。

3突出防治技术——瓦斯抽放

1）地面抽放

地面抽放主要是应用了原生地层压裂井、垂直工作面采空区井和垂直封闭采空区井。原生地层压裂井是通过高压水砂压裂的方法改造原生地层，增强煤层透气性，采取排水采气的方式抽采煤层中未卸压的瓦斯。

2）井下抽放

井下抽放工作主要以钻孔抽放为主。可以使用采动区域钻孔抽放法、回顺埋管抽放、临近采空区导人孔抽放法、瓦斯道或者专用巷道抽放。回采前使用长钻孔、顺层钻孔进行预抽。

4结语

通过煤层瓦斯井上下的联合抽采，提高煤层瓦斯的回收率、利用率，降低煤层瓦斯含量，不但可以降低安全资金投入，而且也能改善井下采掘环境、减少通风工作强度，降低吨煤成本，提高采掘效率，取得较好的经济与社会效益。

参考文献：

[1]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京：煤炭工业出版社，2001.

[2]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992：14-18.