論煤礦瓦斯抽放技術(shù)

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1、論煤礦瓦斯抽放技術(shù)作者：衛(wèi)國(guó)龍　　時(shí)間：2008-9-1009:54:00一、概述我國(guó)高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井?dāng)?shù)的46%。瓦斯抽放是減少礦井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同時(shí)也是開發(fā)利用瓦斯能源、保護(hù)大氣環(huán)境的重要手段。我國(guó)瓦斯抽放的歷史可追溯到1637年以前，《天工開物》一書記載了利用竹管引排煤中瓦斯的方法。1938年我國(guó)首次在撫順礦務(wù)局龍風(fēng)礦利用抽放泵進(jìn)行采空區(qū)抽放，五十年代在撫順、陽(yáng)泉、天府和北票局開展礦井抽放瓦斯，五十年代末瓦斯抽放量約為1OOMm3。六十年代又相繼在中梁山、焦作、淮南、包頭、松藻、峰峰等局的礦井開展了抽放瓦斯工作，抽放瓦斯量達(dá)到170Mm3。70年代

2、至90年代中期，抽放礦井?dāng)?shù)和抽放量都穩(wěn)步增加。近十年來，隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，礦井?dāng)?shù)量及煤炭產(chǎn)量迅速增加，礦井向深部延伸過程中，一些低瓦斯礦井變?yōu)楦咄咚沟V井和突出礦井，因此需要抽放瓦斯的礦井越來越多，由此帶動(dòng)了中國(guó)煤礦瓦斯抽放技術(shù)的迅速發(fā)展，目前瓦斯抽放技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到了普遍的推廣應(yīng)用。到2000年我國(guó)共有141個(gè)礦井建立了地面永久瓦斯泵站進(jìn)行抽放瓦斯，年抽放量達(dá)867Mm3，至2002年抽放礦井?dāng)?shù)達(dá)到193個(gè)，抽放量達(dá)到1146Mm3。目前我國(guó)采用本煤層、鄰近層、采空區(qū)多種抽放瓦斯方法。主要包括穿層鉆孔、平行鉆孔、交叉布孔、穿層網(wǎng)格式鉆孔、深孔預(yù)裂爆破、水力割縫、水力壓裂、水力鉆(擴(kuò))孔

3、等本煤層瓦斯抽放方法；頂(底)板穿層鉆孔、頂(底)板巷道、頂板水平長(zhǎng)鉆孔等鄰近層瓦斯抽放；高冒帶鉆孔、埋管抽放等采空區(qū)抽放方法。二、煤礦瓦斯抽放技術(shù)的發(fā)展隨著煤炭工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，瓦斯抽放技術(shù)也得到了不斷地提高和發(fā)展，我國(guó)煤礦瓦斯抽放技術(shù)，大致經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：1、高透氣性煤層瓦斯抽放階段50年代初期，在撫順高透氣性特厚煤層中首次采用井下鉆孔預(yù)拄煤層瓦斯，獲得了成功，解決了撫順礦區(qū)向深部發(fā)展的安全關(guān)鍵問題，而且抽出的瓦斯還被作為民用燃料得到了應(yīng)用。2、鄰近層卸壓瓦斯抽放階段50年代中期，在開采煤層群的礦井中，采用穿層鉆孔抽放上鄰近層瓦斯的試驗(yàn)在陽(yáng)泉礦區(qū)首先獲得成功，解決了煤層群開采中首采工作

4、面瓦斯涌出量大的問題。此后在陽(yáng)泉又試驗(yàn)成功頂板收集瓦斯巷(高抽巷)抽放上鄰近層瓦斯，抽放率達(dá)60-70％。到了60年代以后，鄰近層卸壓瓦斯抽放技術(shù)在我國(guó)得到了廣泛的推廣應(yīng)用。?3、低透氣性煤層強(qiáng)化抽瓦斯階段??????由于在我國(guó)一些透氣性較差的高瓦斯煤層及突出危險(xiǎn)煤層采用通常的布孔方式預(yù)抽瓦斯的效果不理想、難以解除煤層開采時(shí)的瓦斯威脅，為此，從60年代開始，試驗(yàn)研究了多種強(qiáng)化抽放開采煤層瓦斯的方法，如煤層注水，水力壓裂，水力割縫，松動(dòng)爆破，大直徑(擴(kuò)孔)鉆孔，網(wǎng)格式密集布孔，預(yù)裂控制爆破，交叉布孔等。在這些方法中，多數(shù)方法在試驗(yàn)區(qū)取得了提高瓦斯抽放量的效果，但仍處于試驗(yàn)階段，沒有大范圍推廣應(yīng)

5、用。4、綜合抽瓦斯階段從80年代開始隨著機(jī)采、綜采和綜放采煤技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，采區(qū)巷道布置方式有了新的改變，采掘推進(jìn)速度加快、開采強(qiáng)度增大，使工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大幅度增加，尤其是有鄰近層的工作面，其瓦斯涌出量的增長(zhǎng)幅度更大。為了解決高產(chǎn)高效工作面瓦斯涌出源多、瓦斯涌出量大的問題，必須結(jié)合礦井的地質(zhì)條件，實(shí)施綜合抽放瓦斯。所謂綜合抽放瓦斯就是：把開采煤層瓦斯采前預(yù)抽、卸壓鄰近層瓦斯采后抽及采空區(qū)瓦斯采后抽等多種方法在一個(gè)采區(qū)內(nèi)綜合使用，使瓦斯抽放量及抽放率達(dá)到最高。三、適合煤層賦存條件的典型瓦斯抽放方法抽放瓦斯方法的選擇，主要是根據(jù)礦井瓦斯來源、煤層賦存狀況、采掘布置、開采程序以及開采地質(zhì)條

6、件等因素進(jìn)行綜合考慮。我國(guó)煤層的主要特點(diǎn)是煤層透氣性低、瓦斯含量高、煤層突出危險(xiǎn)嚴(yán)重、煤層群開采、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，我國(guó)的煤層賦存條件決定了我國(guó)的瓦斯抽放應(yīng)以卸壓抽放為主，由于礦井?dāng)?shù)量眾多，且煤層賦存條件復(fù)雜多樣，因此幾乎所有的瓦斯抽放方法在我國(guó)都進(jìn)行過試驗(yàn)和應(yīng)用，為提高瓦斯抽放率，目前主要需解決長(zhǎng)鉆孔定向鉆進(jìn)技術(shù)，包括測(cè)斜、糾偏技術(shù);提高單一低透氣性煤層的抽放率;研制鉆進(jìn)能力更強(qiáng)的鉆機(jī)具;完善和提高擴(kuò)孔技術(shù)、排渣技術(shù)、造穴技術(shù)和封孔技術(shù);開發(fā)新的瓦斯抽放技術(shù)及設(shè)備。瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放等;抽放工藝有順層長(zhǎng)鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等。并研制出與之

7、相配套的強(qiáng)力鉆機(jī)及配套機(jī)具，如MK型長(zhǎng)鉆孔鉆機(jī)和ZSM順層強(qiáng)力鉆機(jī)等。此外已研制出多種抽放泵及配套的監(jiān)控系統(tǒng)和儀表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率，使安全環(huán)境得到進(jìn)一步改善。1、順層密集長(zhǎng)鉆孔抽放本層瓦斯：順層密集長(zhǎng)鉆孔用于區(qū)域性抽放，用于綜放面或綜采面降低煤層瓦斯含量或解決工作面消突問題，一般鉆孔深80m以上，孔間距3-5m，預(yù)抽時(shí)間半年以上。為提高抽放效果，在布孔時(shí)往往采用斜向孔及交叉鉆孔，斜向布孔有利于