曹文杰

摘 要：本文具體分析了瓦斯抽采活動(dòng)的可行性，介紹了日常進(jìn)行瓦斯抽采的常用方法，就我國(guó)天然氣利用現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，結(jié)合發(fā)展的實(shí)際需要，系統(tǒng)地闡述了中國(guó)煤礦瓦斯抽采技術(shù)，除此之外還具體提出了我國(guó)煤礦瓦斯抽采在以后的具體研究方向，深入科學(xué)的對(duì)其發(fā)展思路展開(kāi)分析，為以后礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)的實(shí)際生產(chǎn)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瓦斯抽采技術(shù)；瓦斯利用；低濃度瓦斯；環(huán)保

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.045

瓦斯抽采是近年來(lái)提出的新概念，一般來(lái)說(shuō)指的是指利用氣體提取設(shè)備煤層瓦斯抽采泵等，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與巷道隔離，對(duì)放出來(lái)的氣體濃度借助一定的手段技術(shù)實(shí)施管理[1-2]，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的在實(shí)際抽氣排水中的應(yīng)用和完善，長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，煤礦瓦斯抽采的不僅是減少煤礦瓦斯防治瓦的重要措施和排放，可以有效的防止煤與瓦斯突發(fā)的爆炸等災(zāi)害，還可以實(shí)現(xiàn)高濃度氣體回收并進(jìn)行提取作為清潔能源使用，變害為利，氣體萃取技術(shù)是經(jīng)過(guò)中外研究者的努力的結(jié)果，也是逐步提高[3-5]瓦斯抽采技術(shù)的關(guān)鍵。然而，我們還必須認(rèn)識(shí)到瓦斯抽采技術(shù)有許多缺點(diǎn)，如機(jī)理和預(yù)測(cè)煤與瓦斯利用低濃度瓦斯突出，這些問(wèn)題都是值得我們進(jìn)一步研究的，因此，掌握煤礦瓦斯抽采技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，具有非常重要發(fā)展意義。

1 礦井瓦斯抽采的可行性分析

1.1 礦井瓦斯抽采的目的

瓦斯抽采的主要目的是防止煤礦瓦斯抽采過(guò)度引發(fā)危險(xiǎn)或者是爆炸，以此來(lái)確保礦井安全；為了更好的保護(hù)層開(kāi)采，礦井瓦斯抽采系統(tǒng)應(yīng)采用卸壓磚保護(hù)層，排水采氣近距離保護(hù)層，減少卸壓瓦斯的工作面和采空區(qū)的保護(hù)層，確保保護(hù)層安全開(kāi)采排水；采用遠(yuǎn)程保護(hù)層瓦斯技術(shù)，這樣能夠擴(kuò)大保護(hù)范圍和程度，以及保證后來(lái)在保護(hù)層掘進(jìn)和開(kāi)采工作，瓦斯涌出量會(huì)明顯減少；無(wú)保護(hù)層開(kāi)采的煤礦瓦斯預(yù)抽可以作為一個(gè)區(qū)域防突措施和保證對(duì)天然氣資源的開(kāi)發(fā)利用。

1.2 常用的瓦斯抽采方法

根據(jù)不同部位、不同煤層開(kāi)采巷道布置及礦井瓦斯抽的條件，可以看出在在不同國(guó)家提出的方法和工作程序以及提取方法是不一樣的，從天然氣提取方面一般情況可分為：挖掘鄰近層瓦斯抽采、采空區(qū)抽排水以及巖氣以煤層氣開(kāi)發(fā)。

2 我國(guó)礦井瓦斯的利用情況及存在的問(wèn)題

礦業(yè)包括兩個(gè)方面的煤礦瓦斯抽采，一是抽采，二是開(kāi)采。因此，不僅要看到瓦斯抽采的研究現(xiàn)狀，而且要注意對(duì)實(shí)際開(kāi)采現(xiàn)狀環(huán)境進(jìn)行分析研究。開(kāi)采，主要體現(xiàn)在如何使用天然氣和天然氣開(kāi)采后，合理利用的一個(gè)重要方面的天然氣和抽氣，瓦斯抽采整個(gè)瓦斯利用程度的關(guān)鍵所在。煤礦瓦斯是一種寶貴的資源，它是我們的自然財(cái)富。然而，由于采礦方法和技術(shù)的局限性，導(dǎo)致了天然氣的利用率很低。早期的安全規(guī)則的煤礦瓦斯利用濃度在百分之三十以下不排水，有的甚至是直接排空，導(dǎo)致含二氧化碳產(chǎn)生的甲烷是十六倍的廢氣甲烷資源的溫室效應(yīng)造成環(huán)境污染，因此在新的國(guó)家能源政策的指導(dǎo)下該工程已啟動(dòng)。

瓦斯天然氣利用存在的主要問(wèn)題是：

1）小于5%的濃度的天然氣利用率。現(xiàn)在，低濃度瓦斯利用的純化方法主要適用的濃度是在10% ～ 30%，在這部分主要是通過(guò)變壓吸附膜分離以及采取真空變壓吸附等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)過(guò)純化的濃度超過(guò)百分之三十的氣體的兩級(jí)凈化操作，最后使得其濃度達(dá)到百分之九十以上，但是作為一個(gè)平民如燃?xì)忮仩t的使用，或者是可以作為一個(gè)更廣泛的工業(yè)用途而在氣體在低濃度的使用上卻沒(méi)有大的突破，或者一些方法不能投入運(yùn)營(yíng)，收入和成本之間的差異。

2）瓦斯利用受煤礦排水量的影響。在挖掘不同階段的不同位置和采取不同方案的煤礦，在采礦過(guò)程以及技術(shù)的處理不同都將嚴(yán)重影響瓦斯抽采量和氣體產(chǎn)量少，因此有時(shí)可以開(kāi)采出很多產(chǎn)量，有時(shí)很少，不能持續(xù)使用氣體進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的瓦斯抽采工作，因此也不得不停止部分民事工作。

3 瓦斯抽采的研究方向及發(fā)展思路

完善抽采專職隊(duì)伍，確保抽采人員的相對(duì)穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯開(kāi)采的長(zhǎng)遠(yuǎn)研究。目前在中國(guó)瓦斯抽采技術(shù)還存在很多的不足和缺失，我們必須牢牢把握時(shí)代發(fā)展的要求重新認(rèn)識(shí)氣排水的意義。此外還應(yīng)該定向鉆井監(jiān)控裝置的發(fā)展，保障鉆井參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求和進(jìn)行瓦斯抽采試驗(yàn)的需要，保證開(kāi)采煤礦的抽水率符合要求。在掌握以上提及的各種瓦斯抽采研究方向和研究技術(shù)的同時(shí)，也要了解未來(lái)煤礦瓦斯抽采方向的發(fā)展：

1）在技術(shù)方面，需要加強(qiáng)和深化。工程管理上應(yīng)該注重對(duì)瓦斯抽采技術(shù)選擇的適用性的管理，及時(shí)總結(jié)瓦斯抽采技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，結(jié)合實(shí)際需要深入開(kāi)展應(yīng)用研究，為礦井瓦斯抽采為單一低透氣性煤層強(qiáng)化提取技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究提供指導(dǎo)，提高開(kāi)采層預(yù)抽采率，降低煤層氣的排放。除此持外還要保持鉆井工作的高效率以及提升輔助設(shè)備工作的速度，切實(shí)解決鉆井在負(fù)軟煤層的瓦斯抽采進(jìn)行施工中的不同鉆孔的方向以及長(zhǎng)度的選擇。

2）在管理中，要加強(qiáng)以下幾個(gè)方面的工作：提高專職人員工作內(nèi)容成績(jī)的提取，保證排水人員相對(duì)穩(wěn)定；加大對(duì)人員的培訓(xùn)，提高人員的技術(shù)能力和個(gè)人素質(zhì)；增強(qiáng)對(duì)排水設(shè)備的監(jiān)督和管理，保證設(shè)備可以保持良好的工作狀態(tài)，以更好的滿足施工的實(shí)際要求。

4 結(jié) 論

（1）瓦斯抽采要注意提取工作的科學(xué)開(kāi)展。因?yàn)檫@不僅僅對(duì)瓦斯抽采工作有重要影響，還對(duì)天然氣的使用以及摒棄瓦斯抽采等問(wèn)題有很大影響，要切實(shí)避免能源的浪費(fèi)以及污染，保證提取的資源以及天然氣等資源可以得到充分利用。

（2）在新的發(fā)展形勢(shì)下，天然氣開(kāi)采的選擇依然是當(dāng)前國(guó)際、國(guó)內(nèi)面臨環(huán)境問(wèn)題以及能源問(wèn)題的一致話題，由此可見(jiàn)掌握瓦斯抽采技術(shù)至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]林伯泉.礦井瓦斯防治理論與技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2010：76-78.

[2]胡殿明，林柏泉.煤層瓦斯賦存規(guī)律及防治技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2006：91-92.

[3]王德明.礦井通風(fēng)與安全[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007：26-28.

[4]俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1992：42-43.

[5]黃盛初，劉文革，趙國(guó)泉.中國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)煤炭，2009，25（01）：5-10.