余 洋

（太原华润煤业有限公司中社煤矿 山西太原 030024）

引言

煤炭的开采在近年来的延伸非常严重，煤层上很容易出现高地应力，从而彰显出低渗透的性质，对于地层较深的瓦斯进行抽采的过程中存在的困难系数比较大。深入煤层深部之后对瓦斯进行开采的时候需要考虑的问题比较多，其中的裂隙改造是最需要考虑的问题，只有这样才能够对瓦斯合理进行开采。

1 工作面概况

本工作面选择的是瓦斯突出的矿井，针对瓦斯灾害严重的现状，采用低位港道钻孔对瓦斯抽采的时候耗费的周期非常长，取得的效果不够明显，这会对矿井的接替造成严重的影响。对煤层完成抽采，两年之后残余瓦斯含量会处于15.31m3/t，残余的瓦斯压力会处于1.781MPa，煤层填埋的深度会处于1082-1144m，煤层的平均厚度会处于0.81m，煤层瓦斯含量也会处于2.71m3/t。

通过研究可以得出结论，煤层较高的状况下货具有较高的危险性，加上煤层透气性能不好，抽采的时候存在的困难十分大[1]。通过研究，需要选择合理的煤层设置保护层进行开采。工作面的选择地面为14-31010和15-31010，具体的布置图如图1所示。

图1 工作面布置示意图

2 瓦斯抽采技术体系

对保护层进行开采时，采场瓦斯分为两部分，是相邻不同煤层的瓦斯。第14煤层的瓦斯中包含的有顶板。裂隙带瓦斯以及采煤的过程中从工作面涌出的瓦斯。第15煤层主要是利用底板裂隙进入了14采场。为了让第14煤层的工作面能够安全开采，需要采用综合技术对瓦斯采场实施治理。

3 应用效果评价

3.1 抽采瓦斯情况

3.1.1 上向穿层抽采瓦斯

图2中表现的是穿层孔瓦斯在抽采过程中浓度、混合量、纯量具体之间的变化，对上向穿层进行钻孔的时候需要联网，并对瓦斯的浓度进行统计，平均浓度会处于2.971m3/min，累积进行抽采的时候需要达到176.871万m3。

图2 瓦斯抽采浓度、混合量、纯量变化曲线图

3.1.2 顺层钻孔抽采

利用顺层钻孔的方法进行抽采，从进风巷对瓦斯浓度进行抽采，其中的瓦斯浓度需要处于0-32.68%，平均会达到16.211%，纯量会是0-5.21m3/min，平均会达到2.361m3/min，对瓦斯做好抽采，让瓦斯的抽采能够达到112.531万m3。对回风巷的瓦斯浓度合理进行统计，统计出来瓦斯的浓度会处于0-48.02%，平均浓度在17.99%，纯量也会处于0-12.421m3/min。所以，使用顺层钻孔法对瓦斯进行抽采的时候能够累积到263.43万m3。

3.1.3 采空区埋管对瓦斯进行抽采

对瓦斯浓度进行抽采的时候可以选择采空区埋管的方式进行，得出纯量变化图，使用这种方式进行开采的时候需要联网，抽采的初期阶段因为长期聚集了大量的瓦斯，抽采的浓度就会升高，经过一段时间之后会逐渐降低，让浓度能够处于0.21%-2.01%，平均浓度会达到0.861%，其纯量也会处于0.291-1.999m3/min，平均纯量会在0.971m3/min，累积下来对瓦斯的抽采会达到22.61万m3。

3.1.4 瓦斯抽采率

对瓦斯的抽采量合理进行研究，其变化幅度会在0-25.46m3/min，平均量也会处于8.51m3/min，风排的瓦斯量会在2.131-9.491m3/min，平均含量也会处于4.031m3/min，瓦斯涌出的总量会在4.181-25m3/min，平均涌出总量会处于12.391m3/min[2]。将不同的煤层合并在一起并对其进行计算，计算出来得变化幅度在17.821%-85.241%，平均的变化幅度会在65.941%，比规定的瓦斯抽采指标要大。

3.2 风排瓦斯情况

对瓦斯的浓度有效进行研究，让工作面中的瓦斯浓度能够为0.071%-0.391%，风排的瓦斯纯量会达到0.781-7.11m3/min，平均纯量会在2.481m3/min，累积起来对瓦斯的排风量会达到100.41万m3。回巷风量会处于684-1682m3/min内变化，平均的变化量会为1171m3/min，浓度会处于0.051-0.3615，平均的瓦斯浓度也会是0.1671%。

3.3 矿区中分布式资源的利用

为了让矿区中的资源加大利用效率，就需要根据实际情况对资源高效的利用。这就需要对瓦斯进行抽采，并对中煤以及精煤合理进行利用。

受到地层方面的影响，对工况的抽采加大应用力度。瓦斯在抽采的时候出现的波动会比较大，利用的时候需要区分加以应用。

4 矿区分布式资源利用模式

因为受到地层方面的影响，对工况进行抽采的时候其中出现的波动特征非常大。在抽采的过程中方式不同也会让瓦斯的浓厚存在异同。对资源进行利用的时候需要对矿区分布加大研究，浓度大于30%的瓦斯经过提纯之后就会成为日常的天然气加以利用。瓦斯浓度如果处于8%-30%，就可以利用燃油引燃式的发电机组对浓度较低的瓦斯进行发电[3]。当瓦斯浓度小于8%的时候，需要让其和矿井乏有机结合，并实施氧化处理，处理完成之后再进行发电，最后再实施制冷和制热。另外，对薄煤层有效进行开采，让中煤和精煤能够有机混合在一起，使用提炼出来的燃料进行发电。主要的采煤层中开采出来的精煤需要紧密结合在一起，让其能够发电。

本矿中安装的瓦斯发电机组有4台，都是浓度较低的机组，单机的额定机组的功率为501KW，全部燃烧之后其发电量会是1.51-2.51KWh，目前的瓦斯在发电的过程中运行过程中会有3台机组，最大的单机在运行的过程中功率会保持在451KW，平均每日的发电会在26001KW，平均每日的瓦斯用量会在11301m3。

对瓦斯进行抽采的时候总共的含量在462.92万m3，具体的发电量会在6.941×106～1.16×107kWh，瓦斯的利用情况处于50%[4]。对发电机的机组成本有效进行计算，通过计算得出发电的成本是0.0731元/KWh，根据网上统一电价0.58元/KWh来计算，瓦斯在发电过程中获取的净利润会是3.521×106～5.871×106元。

发电厂中的原料利用的主要是经过洗选的中煤，利用实验可以对中煤的保护层进行筛分，发散出来的热量会在8732-10465KJ/kg，然后在其中掺加相应的中煤，达到电厂用煤方面的标准，节约下来的购煤成本会在2001万元。

结语

对煤层中瓦斯的赋予状况加大研究力度，利用保护层进行强化然后再进行开采，确保开采的整个过程能够安全。根据矿区中不同的资源分布模式，对瓦斯的浓度进行抽采。并对资源合理利用，让其利用率达到最佳化状态。