李 虎

（国家能源集团朔州煤业有限公司 山西朔州 036000）

引言

社会经济的快速发展使得我国对能源的需求度日益增加，瓦斯作为一种相当重要的清洁能源，在经济发展中发挥着极为显著的使用价值，随着科技技术水平的不断提高，我国煤与瓦斯的抽采思想和共采技术也已得到了较大提升。通过不断地进行现场工程探索，实地考察影响综放工作面瓦斯涌出来源及各种因素，目前已经逐步形成了包括掘进、本煤层、上隅角、高抽巷等瓦斯预抽技术的综放开采治理和质量管理体系，从根源上对瓦斯超限等问题开展治理。

1 影响综放工作面瓦斯抽采中瓦斯超限的主要因素

结合相关理论分析和实地考察发现，影响综放工作面瓦斯抽采中瓦斯超限的因素主要有两个，一是工作面上的超厚煤层受到高强度的综放开采，导致瓦斯喷涌，二是放顶煤工艺影响着采空区的采动致使其区域的瓦斯向工作面涌动。针对本煤层瓦斯治理，一般采用先抽后采、边抽边采的手段，针对采空区瓦斯治理，则可以选择运用埋管抽采和均压通风等技术手段。近年来，我国在工作面采空区的瓦斯治理方面取得了较大的成果，高位抽放巷、高位钻场长钻孔、地面钻井等抽采技术也得到了广泛利用。

2 综放工作面瓦斯抽采综合治理技术

2.1 顺层钻孔全程预抽瓦斯技术

由于受到地质构造应力的影响，煤层内部通常会出现各种裂缝，瓦斯能够通过这些裂缝进行移动，顺层钻孔预抽是指在工作面煤层巷道内向煤体进行顺层钻孔施工，抽采其瓦斯以消除煤体的区域性危险。在工作面回采之前，以合理的间距在回风巷和运输巷的煤体工作面之间设置水平钻孔，使抽采钻孔均匀的分布在整个工作面中，增强原煤的透气性[1]。在钻孔的负压影响之下，煤层中存在的瓦斯会逐渐流动扩散至各个钻孔之中，随即被抽出。这种顺层长钻孔使用方法较为灵活，消耗材料较少、施工速度较快，成本较低，可以有效运用在不同地区不同要求的煤层瓦斯抽采工程中。在钻孔过程中要控制压力，保持匀速钻进以确保钻孔的良好成型，此外，还可以适当扩大钻孔直径，增加钻孔数量和强度并及时用套管封孔以增多抽采通道，满足瓦斯大抽采量的需求[5]。

2.2 高位走向钻孔瓦斯抽采技术

开采煤层时，瓦斯积聚在离层的裂缝中，离层分布状态和覆岩的断裂也影响着瓦斯的流动，当采空区的面积达到一定程度时，层间贯通的导气裂隙在平面上呈现出O型特征，成为回采期间瓦斯向采空区流入的主通道[2]。为了将积聚在采空区的瓦斯抽采出去，防止瓦斯向工作面与上隅角移动，可以运用高位钻孔瓦斯抽采技术在高位环形处进行高抽巷钻孔抽放。在此过程中，应详细分析岩层性质和成孔性，尽量将钻孔布置在较为稳定的岩层之中，确保钻孔的完整性以达到抽采效果。

2.3 采空区密闭埋管抽采技术

随着工作面的不断推进，采空区的遗煤愈来愈多，上下邻近层的卸压范围逐步扩大，瓦斯扩散、渗流入采空区，当工作面的风量无法使汇入的瓦斯浓度消减至百分之一一下时，上隅角的瓦斯浓度便会超限[3]。因此，为了控制上隅角瓦斯浓度，一方面需要加大工作面的风量，另一方面要减少采空区的漏风流向工作面，避免引发采区的通风系统不稳定。在实地开采过程中，在瓦斯尾巷的两帮或者回风巷设立进行瓦斯抽采的管道，利用抽采负压作用对瓦斯进行逐段抽采。高位走向钻孔与采空区埋管抽采这两种方式都是采用边采边抽的手段对上隅角瓦斯含量进行限制。

3 综放工作面瓦斯抽采综合治理技术的治理效果

瓦斯是一种重要的清洁能源，极具开发价值。目前瓦斯利用主要有两种途径，一是经过简单处理后加以直接利用，将瓦斯燃烧之后释放的热能转化为电能，浓度较高的瓦斯用于民用和供暖供电，浓度较低的瓦斯则用来发电。这种利用方式对瓦斯质量的要求不高，投资较少，经济效益显著。二是将瓦斯提浓后作为天然气的替代品直接应用在化工产品的生产上。瓦斯的合理利用在很大程度上能够节省煤炭资源、减少二氧化碳的排放、减轻对温室效应的推动、降低瓦斯直接排放对环境的破坏力度。随着社会经济的发展和对能源的不断需求，我国煤矿产业的生产规模持续扩大，矿井中也蕴藏着巨大的瓦斯含量。我国目前普遍采用的井工开采方式很容易产生矿井瓦斯，生产能力较强和开采深度较大的矿井中涌出的瓦斯量也相对较大，存在着有较大的安全隐患，也在很大程度上限制了矿井的持续发展[4]。

通风技术和通风设施的有效应用在很大程度上降低了采取瓦斯的涌出量。在井下引进综合治理技术有助于保证开采工作的顺利开展。通过运用顺层钻孔预抽技术，可以在回采之前达到超前预抽的效果，使预抽指标能够满足相关要求。利用上隅角插管抽采技术可以切实解决上隅角瓦斯积聚问题，在回采期间边采边抽，能够使工作面上隅角和回风流的瓦斯浓度均保持在报警值内。双控气相压裂、水力压裂、冲孔造穴等技术目前也广泛应用于各大突出矿井中，通过在区域内实施综合防突措施，可以将有突出危险的煤层转变为无突出危险的区域，能够在很大程度上避免出现瓦斯事故，确保开采安全，保障煤矿生产的正常衔接。多种多样的瓦斯治理技术使得瓦斯抽采效果得到了显著提升，进一步满足了现代化煤矿建设的开采需要。

结语

近些年来，国家大力支持建设资源节约和环境友好型社会，并为此制定了一系列针对瓦斯利用的政策方针，这些在很大程度上降低了企业的运营成本，促进了煤矿产业的持续健康发展，对瓦斯的合理利用有助于减少对环境的破坏，可以显著提高对生态环境的保护力度。各相关单位应加大对洁净煤技术研究开发的投资力度，积极组织专职技术人员攻坚克难、不断改进钻孔技术、增强消突效果，尽快突破瓦斯治理难题，提升瓦斯抽采效果[6]。在煤矿开采过程中，企业领导应致力于提高瓦斯治理能力，提升瓦斯治理水平，明确瓦斯治理标准，大力推广创新型技术，提高核心竞争力。此外，管理者还需提高自身节能减排意识，强化节能减排管理体系，落实责任主体，以积极态度加快新型煤炭产业的建设步伐。