許亮

【摘 要】瓦斯是造成煤礦開采工程安全事故的重要誘因之一，必須引起相關(guān)人員的高度重視。基于此，論文首先介紹了當(dāng)前煤層瓦斯抽放中存在的問題，全面分析了影響煤層瓦斯抽放的諸多因素，并結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，從多個角度與方面就煤層瓦斯抽放系統(tǒng)的建立展開了探討。

【Abstract】Gas is one of the important inducements for the occurrence of safety accidents in coal mining engineering， which must be paid great attention to by relevant personnel. Based on this， the paper firstly introduces the problems existing in the current gas drainage in coal seams， comprehensively analyzes many factors influencing the gas drainage in coal seams， and combined with relevant practical experience， discusses the system establishment of the gas drainage in coal seams from multiple angles and aspects.

【關(guān)鍵詞】煤層;瓦斯抽放;影響因素;系統(tǒng)

【Keywords】coal seams; gas drainage; influencing factors; system

【中圖分類號】TD712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）11-0099-02

1 引言

隨著國家社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，能源結(jié)構(gòu)逐步調(diào)整趨于優(yōu)化，使煤礦開采工程行業(yè)迎來了前所未有的重大發(fā)展機(jī)遇。當(dāng)前，煤礦開采技術(shù)不斷創(chuàng)新，開采設(shè)備趨于智能化、信息化、數(shù)字化，采掘量顯著增加，但由瓦斯所帶來的安全隱患卻始終威脅著煤礦開采工程的有序進(jìn)行，瓦斯安全事故頻頻見諸報端。由于我國不同地域的地質(zhì)構(gòu)造存在明顯差異，無法在不同礦井采取統(tǒng)一化的瓦斯抽放方式。因此，根據(jù)不同煤礦的開采實際情況，建立與礦井實際相符的瓦斯抽放系統(tǒng)，成為業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的重大課題之一。

2 煤層瓦斯抽放中存在的問題

2.1 對瓦斯抽放系統(tǒng)的管理落實不到位，瓦斯抽放方法單一

部分管理人員對瓦斯抽放的關(guān)鍵性認(rèn)識不足，瓦斯安全治理理念淡薄，片面追求經(jīng)濟(jì)效益，不能立足瓦斯治理新形勢，及時將瓦斯抽放的新理念、新技術(shù)、新方法應(yīng)用于礦井開采實踐，表現(xiàn)為瓦斯抽放方法的單一性。同時，部分煤層受地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響，透氣性不良，導(dǎo)致抽放鉆孔坍塌問題頻發(fā)，影響瓦斯抽放效果。加之個別礦井對瓦斯抽放系統(tǒng)的管理落實不到位，對瓦斯抽放安全的投入不足，無法起到應(yīng)有的安全保障作用[1]。

2.2 封孔質(zhì)量較差，與抽放系統(tǒng)不匹配

在煤層瓦斯抽放中，孔底負(fù)壓抽放是相對有效的技術(shù)方法之一?？紤]到瓦斯引流及強(qiáng)制性抽放等方面的要素，其封孔質(zhì)量的優(yōu)劣與瓦斯抽放效果的好壞密切相關(guān)。在當(dāng)前瓦斯抽放實踐中，部分礦井封孔采用水泥砂漿等材料，質(zhì)量較差，密封性不理想，影響瓦斯抽放的整體效果。

2.3 抽放管路沒有實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)布置，各泵站調(diào)換抽放地點(diǎn)時施工困難

由于抽放管理未能實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)布置，在更換泵站抽放地點(diǎn)時，需先行對相應(yīng)的三通和短節(jié)進(jìn)行加工處理，并通過大量人力物力的消耗完成更換操作，施工流程相對復(fù)雜煩瑣，阻礙了抽放效率的提升。

3 影響煤層瓦斯抽放的因素分析

為提高瓦斯抽放系統(tǒng)建立的實效性與針對性，必須以煤層瓦斯抽放的影響因素為基礎(chǔ)與參考。整體而言，影響煤層瓦斯抽放的因素是多方面的，既有煤層形成背景因素，也有后期環(huán)境發(fā)展要素。只有深入分析與掌握這些影響因素，才能確保瓦斯抽放系統(tǒng)的可靠運(yùn)行[2]。

3.1 地質(zhì)構(gòu)造

地質(zhì)構(gòu)造因素是影響瓦斯賦存的最重要因素之一。在大多數(shù)煤層中，瓦斯的存在狀態(tài)為游離式或吸附式，且含量隨著煤層變質(zhì)程度的增加而增多。礦井的生產(chǎn)環(huán)境往往為褶皺結(jié)構(gòu)，大量瓦斯存在于褶曲結(jié)構(gòu)中，瓦斯存量越多，對煤礦開采的威脅越大。在斷層結(jié)構(gòu)中，瓦斯含量變化起伏明顯，因瓦斯在開放性斷層的裂隙中的散逸速度較快，因而含量相對較低。而在密閉性的斷層中，由于裂隙數(shù)量不足，瓦斯散逸效果差，因而含量相對較多。

3.2 埋藏深度

不同的煤炭資源具有不同的埋藏深度。通常而言，隨著煤炭資源埋藏深度的加深，地應(yīng)力逐漸增強(qiáng)，相應(yīng)的瓦斯含量也趨于激增。在特定區(qū)域范圍內(nèi)，煤層相對穩(wěn)定固化，縫隙發(fā)育欠充分，極易使瓦斯大量積聚。實踐證明，在地質(zhì)條件相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，埋藏深度越大的煤層往往具有更高的瓦斯含量，且瓦斯含量的變化起伏較小[3]。

3.3 煤層傾角

對于其他地質(zhì)要素相對穩(wěn)定的條件來說，煤層傾角的大小同樣是影響瓦斯含量的重要因素。隨著煤層傾角的增減，煤層內(nèi)部賦存的瓦斯含量也表現(xiàn)出相應(yīng)的變化。致使煤層瓦斯含量較高的原因是煤層頂?shù)装逯械馁x存情況，煤層傾角越大，相應(yīng)的瓦斯運(yùn)動狀態(tài)越活躍，瓦斯的流動性更強(qiáng)，進(jìn)而使全面煤層區(qū)域范圍內(nèi)的瓦斯含量趨于降低。

3.4 煤層透氣性

煤層具有透氣性，煤層物理性質(zhì)的不同決定了煤層透氣性的不同。一般而言，煤層的透氣性越優(yōu)良，瓦斯流動性越理想，相應(yīng)的瓦斯含量便會越少。反之，煤層透氣性越差，瓦斯流動困難，易形成集聚，濃度上升。研究表明，在煤與瓦斯突出的礦井中，煤層透氣性不足是造成瓦斯?jié)舛冗^高的關(guān)鍵所在[4]。

4 煤層瓦斯抽放系統(tǒng)的建立探討

煤層瓦斯抽放系統(tǒng)的建立是一項技術(shù)性較強(qiáng)的綜合性工作，涉及要素眾多，需要綜合統(tǒng)籌考慮多方面影響因素，從宏觀著眼，微觀入手，通過應(yīng)用科學(xué)合理的因素分析法，掌握每一項影響要素可能帶來的影響深度，進(jìn)而厘清影響因素的先后次序關(guān)系。

4.1 建立瓦斯抽放系統(tǒng)的原則

在瓦斯治理實踐中，既要考慮實際抽放效果，又要講究技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、整體性、可操作性等，避免從單一方面考慮問題。首先，要將預(yù)先抽放與日常抽放相結(jié)合，以有效降低礦井瓦斯?jié)舛?，同時，抽放出的瓦斯可向能源動力轉(zhuǎn)化，提高了利用率，一定程度上增加了經(jīng)濟(jì)效益。其次，要做到因地制宜，立足客觀實際環(huán)境，提高瓦斯抽放系統(tǒng)的適用性。在整個煤層中，均存在瓦斯賦存，在考慮回采工作面煤層的瓦斯治理時，不可漠視其他可能產(chǎn)生瓦斯的區(qū)域，例如，鄰近煤層瓦斯溢出、采空區(qū)密閉不良致使瓦斯突出等，這些要素對于瓦斯抽放系統(tǒng)的運(yùn)行均有深刻影響。再次，要積極借鑒國內(nèi)、國外先進(jìn)理念，密切關(guān)注瓦斯抽放系統(tǒng)的最新方法與模式，提高抽放系統(tǒng)的科學(xué)性與規(guī)范性。對此，要全面搜集煤層地質(zhì)信息，了解瓦斯賦存情況，全面梳理不同影響要素的先后關(guān)系，進(jìn)而對瓦斯抽放系統(tǒng)的整體功能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，全面提升抽放系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。最后，煤層瓦斯抽放系統(tǒng)建立完成并投入應(yīng)用后，要注重后期管理與維護(hù)，安排專責(zé)部門負(fù)責(zé)檢查、記錄、管理，并形成有關(guān)資料，存檔備查[5]。

4.2 瓦斯抽放系統(tǒng)建立的方法

在煤礦開采工程中，瓦斯抽放系統(tǒng)的運(yùn)行要以服務(wù)全礦井為出發(fā)點(diǎn)。抽放系統(tǒng)的合理性與否，直接關(guān)系到礦井生產(chǎn)工作的順暢程度。在大多數(shù)煤礦開采工程實踐中，瓦斯來源基本相同，包括工作面自身的瓦斯，也包括鄰近煤層與巖層中原本處于吸附狀態(tài)經(jīng)擴(kuò)散運(yùn)動而釋放出的瓦斯。因此，瓦斯抽放系統(tǒng)的建立要充分考慮并準(zhǔn)確測定各個不同來源的瓦斯。在抽放方法的選擇上，要選擇聯(lián)合抽放法，避免單一方法的片面應(yīng)用，并注重日常管理。當(dāng)近距離煤層群中的解放層被開采后，相鄰煤層的瓦斯往往難以第一時間被抽放，進(jìn)而導(dǎo)致大量瓦斯溢出開采層工作面。在這種狀況下，若單純地使用鉆孔法僅抽放相鄰煤層的瓦斯，難以實現(xiàn)理想效果，因此，需要同時采取巷道抽放、采空區(qū)抽放等多種抽放方法。

5 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前各種技術(shù)條件下，煤層瓦斯抽放實踐中依舊存在著多方面的缺陷與不足，制約著煤礦開采工程的安全有序開展，同時，影響煤層瓦斯抽放的因素是多方面的，有關(guān)人員應(yīng)該立足不同的煤礦開采工程的實際情況，充分遵循瓦斯抽放的基本規(guī)律，建立行之有效的煤層瓦斯抽放系統(tǒng)，并使其始終保持在高效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，服務(wù)于煤礦開采工程實踐，為實現(xiàn)整個礦井的安全高效生產(chǎn)提供堅實可靠的基礎(chǔ)保障。

【參考文獻(xiàn)】

【1】趙利軍.針對我國煤礦瓦斯抽放問題的分析與解決問題的探討[J].中國科技博覽，2012（35）：647.

【2】朱亞彪，張居仁，郎丹山，等.淺談我國煤礦瓦斯抽放存在的問題、對策及技術(shù)展望[J].南北橋，2009（10）：150.

【3】張應(yīng)學(xué).無機(jī)輕質(zhì)充填材料在治理煤礦瓦斯積聚區(qū)的現(xiàn)狀探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（06）：159-160.

【3】劉志飛.煤礦瓦斯抽放技術(shù)存在的問題及對策研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2017（1）：138-139.

【5】王家琪.煤礦瓦斯抽放存在的問題及對策探討[J].煤炭科技，2016（1）：52-53.