基于低透气性煤层瓦斯抽采增流技术研究

李春龙 卫国华

山西华晋吉宁煤业有限责任公司 山西乡宁 042100

摘要：我国工业发展以及各行各业的用电需求，决定了我国对于能源的需求量是巨大的，且对于能源的需求会随着时间的推移和社会的进步持续加大。而煤矿则是我国最为重要的能源资源，为了满足我国工业产业的发展，为了促进国家经济建设，对于煤炭资源的开采也必须要持续跟进。但是由于煤炭开采具备着一定的难度，且有着相应的危险性，由此，就需要对先进开采技术进行研究，而本文则主要对低透气性煤层瓦斯抽采增流技术进行了相应的论述，以帮助开采人员更好地进行煤炭开采，同时也保障其人身安全。

关键词：低透气性；煤层；煤炭；瓦斯；增流技术

瓦斯爆炸是煤层开采过程中极为危险的一件事，同时也是威胁着我国煤炭开采工人生命安全的头号危险因素，由此，积极研发煤层开采技术并将之用于实践中去则成为煤层开采领域的研究重点。而当下众多煤炭开采企业所开采的矿体大多属于深部煤矿，因此，其开采的难度相对较大，地应力增加使得煤层的透气性持续降低，且还容易加重瓦斯含量，在煤炭开采的过程中，极为容易引发安全事故，而低透气性煤层瓦斯抽采增流技术的运用则能够很好地解决这一问题。

一、煤层增流技术

在经过相应的研究以及实践之后，通常将煤层增流技术分为两大类，一类是内增流，而另一类则是外增流技术。关于煤层层外增流技术的运用以及发展已经相对较为成熟，且能够有效取得相应的成绩，而本次研究这主要介绍煤层层内增流技术。大体而言，煤层层内增流技术的难点在于煤层的透气性较低，然而瓦斯的抽采效果与煤层的透气性有着极大的联系，如果煤层层内的透气性不能满足瓦斯抽取的条件，那么煤层增流技术的运用效果也会变得极差，进而影响到实际施工与开采。而为了有效保障利用该技术来进行开采的过程中能够取得良好的效果，能够有效保障煤层开采人员的人身安全，就需要保障操作过程的规范性，根据煤层透气性的实际情况来适当增加煤层的透气性。这一项技术对于现阶段下的瓦斯抽采以及煤炭开采而言具有重要的意义，需要各个施工队伍将其运用于煤炭开采过程中去。

（一）加强预抽来保障煤层瓦斯的抽采效果

在开展对低透气性煤层瓦斯的抽采过程中，需要对煤层低透气性进行整体的把握，然后采用煤层顺层钻孔预抽的方式来进行对瓦斯的抽采。具体而言，指的就是在回采工作面上进行钻孔，而钻孔采用的是平行布置的方式，在开采过程中，需要仔细把握钻孔的间距，一般而言，钻孔之间的距离为1到1.5米之间，上孔深为60到80米，而下孔深度为30到40米。而为了切实保证钻孔能够在具体的抽采过程中发挥作用，需要施工人员对钻孔的布置方式进行适当的优化，对于孔深以及孔径的大小进行有效的控制。而在钻孔的过程中需要施工人员采用交叉布孔的方式来对具体的施工情况进行调节，因为这种方式能够有效的增加泄压的范围，同时，也能够有效保障煤层的透气效果，这样一来，在煤层开采的过程中也能有效地保障开采人员的生命安全，因为此技术能够有效地调节煤层低透气性，保障增流技术的合理运用。交叉布孔出现钻孔堵塞的情况相对而言较少，因为交叉布孔的方式能够有效地扩大煤层中泄气范围，使得钻孔堵塞发生情况的几率下降。但是在运用此技术的时候，也需要施工人员根据施工区域的实际情况来进行调节，适当的增加孔距，对孔的间距进行合理的调整，对孔的直径大小进行适当的调整，目的是加强预抽。因而，这样一来也能够有效地提高抽采量，如果孔的间距较小，直径以及深度不够，会使得透气性不足，进而会造成实际施工的时候抽采量有所不足。

（二）采用边采掘边抽的方式

我国部分煤矿企业为了保障开采进度不被落下，为了完成开采任务保障企业盈利，就会采用边采掘边抽的方式，以这样的方式来展开对低透气性瓦斯的抽采，在回采工作面，需要使用超前卸压的方式来有效增强煤炭层的透气性，而这样一来也能有效使得开采队伍在对煤炭进行开采的同时合理的抽取瓦斯。在抽采的过程中，开采人员需要保障周围岩层的支护能力，需要提升高围岩层的承载力，以此来有效保障矿区不会发生坍塌，进而保障施工人员自身的生命安全，并在此基础上对煤炭以及瓦斯进行合理的开采。但需要注意的是，在一些大型煤矿区的开采中，瓦斯的抽采量较大，在煤炭开采的过程中会伴随着大量的瓦斯气体外泄，如果施工人员在煤炭开采的过程中不能及时将这些瓦斯气体进行抽采，很有可能会发生瓦斯爆炸的危险，而瓦斯爆炸最终会威胁到施工人员自身的安危。因而，在此种煤矿区域的开采中需要采用边采掘边抽的方式，这样就使开采过程中的煤气能够被有效抽离出，降低了瓦斯的涌出量。

二、需改进钻孔封孔的工艺，完善抽采系统

在低透气性煤层瓦斯抽采增流技术运用的过程中，钻孔以及封孔的工艺占据着重要的地位，且是有效保障施工人员开采过程中生命安全的重要方式。而在实际的封孔过程中，封孔的深度一般会大于巷道非弹性变形区，非弹性变形区内的煤岩压以缝隙较大，在封孔的过程中，需要尤其注意，而根据我国各地区低透气性煤层开采的实际情况来看，当此类巷道围岩为一种极为坚硬的石灰岩时，其非弹性变形区有着3到5米。如果这一类岩石是一种较为松软的泥岩时，其非弹性变形区域又会达到10-12米，这样一来则又会直接加大封孔的难度，进而对煤炭开采以及保护当地生态环境造成直接的危害。

而瓦斯抽采系统也是需要完善的，瓦斯抽采系统的完善包括着管网的布置，包括着负压的调节，包括着对开采区域实际情况的整体把握，然后再根据实际情况来调节钻孔的数量，是瓦斯气体充分的被抽采出来，这样才能真正保障施工进步的持续推进，并保证施工人员的生命安全。而在采用瓦斯抽采泵的时候，需要根据当地区域的实际情况来合理选择，一般而言在开采大型煤矿区的时候，会采用水环式真空泵，保证其额定流量至少不低于120-200m³/min。除此之外，对抽采系统进行完善的过程中需要适当延长钻孔抽采的时间，这样能够充分将矿区中的瓦斯进行抽采，让开采队伍能够有效地进行煤层的开采，且能够保障自身的生命安全。

结语

总而言之，因为我国经济发展的需要，煤炭作为重要的能源资源，会不断的被我国煤矿企业所开采，而煤矿开采的难度相对较大，很容易发生各类安全事故，这就需要煤矿企业持续对开采技术进行革新，对瓦斯气体进行有效的抽采。

参考文献

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[2]梁文明.低透气性煤层瓦斯抽采技术应用研究[J].能源与节能，2020(02):179-180.

[3]张志义.低透气性煤层底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采技术[J].山东煤炭科技，2019(08):121-123.

第一作者简介：李春龙（1990—），男，汉族，山西运城人，大专。

第二作者简介：卫国华（1989—），男，汉族，山西运城人，大专。