李劍鋒

摘 要：近年國內(nèi)一些高瓦斯礦井、瓦斯突出礦井相對集中區(qū)，通過建設瓦斯地面抽放系統(tǒng)、強力推行先抽瓦斯后采煤等綜合措施，在瓦斯災害治理方面取得很大的成效，在瓦斯的綜合利用方面也涌現(xiàn)很多突出的應用實例。

關鍵詞：瓦斯;地面抽放系統(tǒng);優(yōu)化;瓦斯利用

瓦斯這種伴生在煤層中的煤層氣，可燃性極高。一旦礦井中瓦斯?jié)舛瘸?，導致的燃燒、爆炸，引發(fā)事故，造成人員傷亡，財產(chǎn)損失，后果嚴重。為減少事故、提升煤礦安全水平，就要對煤礦瓦斯進行綜合治理，鼓勵高瓦斯礦井、瓦斯突出礦井建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)，實行“先抽后采”是一項有效的治理措施，所采出瓦斯作為燃料或發(fā)電，在汽車、化工工業(yè)，民用等領域，都有很好利用價值。

1 優(yōu)化的原因

瓦斯直接排放到空氣中會對大氣產(chǎn)生極強破壞性，其產(chǎn)生的溫室效應是CO2的21倍，對臭氧層的破壞力是CO2的7倍。盡管如此，目前還沒有相關制約機制，一方面企業(yè)應不斷優(yōu)化和完善瓦斯的采收技術，竭盡所能達到零排放的目的;另一方面環(huán)保部門應對煤礦瓦斯排放進行監(jiān)測，并作為考核煤礦企業(yè)減排指標的重要指標來嚴格執(zhí)行，以此約束瓦斯直接排放行為，促進瓦斯綜合利用，是十分必要的。瓦斯地面抽采的意義，主要在于兩個方面，一是可以降低未開采區(qū)域瓦斯?jié)舛人?，為今后礦井開采在瓦斯抽采和防治方面降低投入成本、提升安全水平;二是可以獲取高濃度瓦斯資源，不僅可以用于多種途徑實現(xiàn)清潔能源利用，又可避免因開采過程中空氣進入稀釋瓦斯?jié)舛?，而導致瓦斯資源無法利用，點天燈，排空等造成資源浪費或者環(huán)境破壞等。

2 優(yōu)化瓦斯地面抽采的方法

目前許多公司采用的瓦斯地面抽采項目，是在高瓦斯礦井井田范圍直接垂直鉆孔，解析和抽采高濃度瓦斯，但具體的瓦斯抽采或者釋放量，主要取決于瓦斯的儲量和煤層的透氣性，對于低透氣性煤層，單井瓦斯獲取量與前期預期存在較大差別，為解決此問題除采取特殊析出方法、增加煤層透氣性外，也可以采用縮短井間距的方法提升瓦斯總量，工程造價卻會大幅提升。引進瓦斯抽放新裝備，淘汰舊有的瓦斯抽放泵，升級新型抽采真空泵，使用新型定向鉆機。采用淺孔插入式封孔器，是目前較常用的地面抽采設備。高瓦斯礦井全部建成瓦斯賦存參數(shù)測定實驗室，在掘前、掘進中、采前對煤層瓦斯賦存參數(shù)進行測定，為瓦斯精準抽采和抽采達標評判提供依據(jù)。應用光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)技術，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。通過安全監(jiān)控、抽采監(jiān)控、束管監(jiān)測、光纖測溫等系統(tǒng)多網(wǎng)融合，實現(xiàn)瓦斯治理系統(tǒng)現(xiàn)代化、信息化和管控一體化。立體多源瓦斯綜合抽采技術廣泛使用，形成全方位、全過程、常態(tài)化安全監(jiān)管體系。

另一種解決問題的方式，即改變鉆井方式，按一定角度傾斜進入煤層后鉆探方向進行改變，沿煤層繼續(xù)鉆探，既可保證煤層瓦斯的抽采和析出路徑，又可保證頂板及其他巖石結構的完整性和穩(wěn)定性，目前生產(chǎn)和制造此類鉆機的廠商較少，世界范圍內(nèi)兩家生產(chǎn)商可制造此類鉆機，價格昂貴，對于鉆井方式的選擇或者鉆機的選擇，應充分結合后期支護成本投入的計算結果比較和分析。

群井瓦斯地面抽采，無疑將提升瓦斯的日出氣量，對于降低未采區(qū)瓦斯?jié)舛人胶吞嵘咚钩椴闪烤哂兄匾囊饬x，但對整體煤層頂板結構和煤層間巖石結構容易造成破壞，嚴重程度取決于巖石結構以及群井密度，對于煤炭資源后續(xù)開采過程中的支護要求更高，具有一定的安全問題，一方面應該重視和分析，是否仍存在對于頂板結構破壞帶來的其他衍生問題，另一方面需詳細計算，對于后期的支護及其他安全投入成本將造成多大影響。

以瓦斯治理為重點，大力推進技術創(chuàng)新，在地面垂直鉆井瓦斯抽采技術、瓦斯抽采與利用關鍵參數(shù)研究、高位鉆孔“以孔代巷”瓦斯抽采技術、綜放工作面覆巖卸壓瓦斯富集區(qū)域識別和高效抽采技術研究等多項瓦斯治理研究工作，為瓦斯治理技術創(chuàng)新和精準抽采，積極引進瓦斯治理先進技術及成熟經(jīng)驗，對礦井抽采利用瓦斯、施工鉆孔、主要回風巷道改造大修等瓦斯綜合治理工程，提高區(qū)域預抽鉆孔、大直徑鉆孔預抽、頂板高位鉆孔施工和采前預抽瓦斯標準，引導和鼓勵礦井超前治理，以實現(xiàn)安全、瓦斯、防火、防治水“四零”目標，做好嚴防安全工作。

3 提高瓦斯抽采利用，開展卓有成效的探索

瓦斯作燃料優(yōu)點很多，瓦斯燃燒發(fā)熱量高，廢氣排放少，清潔又經(jīng)濟，充分利用好瓦斯使其變害為寶，1m3瓦斯的熱值相當于1.22kg標準煤，可發(fā)3.5kW時左右的電用瓦斯可替代汽油當汽車燃料，1m3瓦斯相當于1公升優(yōu)質(zhì)汽油，是常規(guī)天然氣最現(xiàn)實可靠的補充或替代能源。瓦斯發(fā)電裝機容量超過100萬kW。為此，國家為積極推動瓦斯綜合利用，政府從財政、上網(wǎng)電價等多方面給予扶植，也有相關政策引導和激勵，國務院于2006年下發(fā)專門文件，并配套出臺多項政策鼓勵、扶持瓦斯開發(fā)利用。盡管如此，仍存在一些小煤礦覺得手續(xù)繁瑣，為圖省事選擇將瓦斯直接排放了事的現(xiàn)象，既污染環(huán)境又浪費了資源。我們應多借鑒在瓦斯利用方面做得好的成功案例，例如陜煤集團銅川礦業(yè)就是“以抽定產(chǎn)、以風定產(chǎn)、裝備升級、技術突破、工程先行、管理創(chuàng)新、持續(xù)改進”的總體思路，更新理念，加大安全投入，積極實施“抽、掘、采”平衡調(diào)整和超前區(qū)域預抽，促進瓦斯治理形勢持續(xù)穩(wěn)定向好發(fā)展。

4 結語

先進理念引領超前決策是關鍵，瓦斯不治，礦無寧日，瓦斯事故是可以預防和避免的。從根本上轉(zhuǎn)變瓦斯治理觀念，完善地面抽采系統(tǒng)，將作業(yè)區(qū)瓦斯控制在常量以下，將“杜絕瓦斯超限”作為瓦斯管理的最根本要求，將“瓦斯精準抽采”的瓦斯治理戰(zhàn)略，實現(xiàn)瓦斯治理由“被動治理”向“主動超前治理”轉(zhuǎn)變。