浅析煤层气(煤矿瓦斯)抽采技术发展现状及趋势

浅析如何提升煤矿矿井瓦斯抽采率

【摘要】本文首先对煤矿开采过程中抽采瓦斯的目的做了总结和归纳，然后对煤矿矿井中的瓦斯抽采理念进行了分析，重点对具体环境下的可用于提升瓦斯抽采率的钻孔工艺、封孔工艺等进行了详细讨论与研究。

【关键词】煤矿开采；瓦斯；抽采理念；抽采率

煤炭是我国的主要能源之一，对我国经济的发展、社会的进步都具有非常重要的意义。但是随着现有煤矿开采长时间开采，煤矿矿井内的开采条件急剧恶化，矿井内瓦斯含量和瓦斯压力逐年增大，矿井内部地质结构日趋复杂，由多种原因造成的瓦斯爆炸、瓦斯燃烧以及瓦斯引起的窒息事故等频繁发生。为降低因瓦斯引起的矿井事故，提升煤矿开采安全系数必须采用必要的瓦斯抽取手段。可应用于煤矿矿井瓦斯抽采的方法很多，但是不同的抽采方法所能够达到的抽采率不同，实际应用中必须采用适当的，先进的抽采手段对矿井瓦斯进行抽采。

1、煤矿矿井瓦斯抽采目的分析

瓦斯是煤矿矿井中常见的爆炸气体之一，其在矿井中所占的体积百分比达到百分之五到百分之十五时就有极易引发瓦斯爆炸，若所占体积百分比超过百分之十五甚至会发生瓦斯燃烧，这种状况不仅会对煤矿矿井的开采带来威胁，还容易造成相应的地质灾害。高体积分数的瓦斯也会对矿工的人身安全造成危害，如引起窒息等。虽然煤矿矿井中的瓦斯是一种危险气体，但是其也是一种常见的气体能源，如果能够对其进行抽采和利用，同样能够为社会带来较高的经济效益。

综合来看，对煤矿矿井内的瓦斯进行抽采可以实现以下几方面目的：（1）控制矿井内的瓦斯体积分数，避免发生危害，同时改善矿井内的通风条件；（2）降低煤矿区域的瓦斯含量，改善煤体强度；（3）增强能源的利用率；（4）降低温室气体对自然环境的污染。

2、煤矿矿井瓦斯抽采理念

总结我国煤矿瓦斯抽采相关内容可以发现，针对我国煤矿矿井瓦斯抽采的理念经历了四个主要阶段。

第一个阶段为局部防突。在我国煤矿开采早期还没有对瓦斯与煤矿开采之间的关系形成一个较为清晰明确的认识，更多的是借鉴国外先进的瓦斯防治技术对煤矿开采过程中的瓦斯进行处理。受限于上述原因，我国的瓦斯处理更加侧重于预测和突出防治。

浅析煤层气（煤矿瓦斯）抽采技术发展现状及趋势

在煤矿的安全生产中，为了防止生产过程中发生重大煤矿瓦斯事故，国家将重心也转移到煤矿瓦斯的有效治理和防护上。煤矿瓦斯的抽采技术是一项节能环保技术，其降低了井下和地面的瓦斯排放量和密度，以此来减少空气中的污染量。这样既能有效控制可能因为浓度超标带来的安全问题，同时也将该气体转化为再生资源。我国在煤矿瓦斯的领域探究了多年，抽采瓦斯技术也日益提高，针对不同地区及环境而衍生出的技术也越来越多，但是瓦斯产量仍不能满足我国的需求。因此，煤层气的抽采技术还需要不断完善和提高。

标签：煤矿瓦斯抽采；技术发展现状

瓦斯是一种无色无味的气体，主要含有甲烷、乙烷等各式有机气体。煤矿瓦斯其实是指天然气，瓦斯的用途目前大致有两种；一是用作燃料，二是用作化工原料。现有煤矿瓦斯利用以民用和工业两种途径，瓦斯化工就现在工业现状来讲有着广阔的前景。煤矿开采的方法多样，例如综采、炮采、水力采等，不同的方法有不同的优点，在应对各地区环境及区域构造各有所长。不同的煤矿企业在机械化操作上有所差异，因而安全问题的综合情况也有所不同。瓦斯爆炸、瓦斯燃烧、瓦斯窒息都是影响我国煤矿生产安全中的重大事故。为了保证煤矿生产安全，防范上述事故的发生是煤矿企业的首要责任。

一、中国煤矿瓦斯抽采技术的现状简析

我国从50年代就开始利用高透气性煤层来抽采瓦斯，随着时间的推移，技术也逐渐成熟。在80年代开始利用综合抽采法，我国对于瓦斯抽采的研究历经几十年。現今，针对矿区的不同深度、煤层结构、透气性能等影响因素都能很好解决，有序地选择合适的技术手段可以用于不同地区。在抽采瓦斯时，主要是根据矿井瓦斯来源、煤层贮藏状况、开采程序等方面来决定。

二、瓦斯抽采技术分析

（一）顺层长钻孔瓦斯抽采技术

鉴于我国复杂的煤矿地形和透气性低等综合特点，这就从煤层上决定了采用的抽采技术。顺层长钻抽采是以卸压抽采方式为核心，在抽采时，能够提高抽采效率，降低瓦斯扩散量。从综合角度来说，对于瓦斯的防范和治理取得了有效成果。顺层长钻瓦斯抽采对于钻机、钻具等需要进行严格选择，首先钻机需要满足钻孔长度及宽度，要能大幅度控制整个开采区域；钻杆也需要选用能对抗旋转扭距产生的巨大压力的设施；钻头需要采用组合型钻头，和钻机、钻杆相互匹配。

浅析煤矿瓦斯抽采技术的发展

【摘 要】文章简要回顾了中国煤矿瓦斯抽采技术的发展历程，介绍了近年来煤矿瓦斯抽采新技术的发展，并对中国的瓦斯抽采技术的发展趋势做出了展望。

【关键词】煤矿；瓦斯抽采；发展

1 前言

我国煤矿瓦斯抽采有较长的历史，早在1938年我国就首次在抚顺矿务局龙凤矿利用抽采泵进行采空区抽采固。近几年来，随着煤炭工业的发展，矿井数量及煤炭产量迅速增加，矿井向深部延伸过程中，一些低瓦斯矿井变为高瓦斯矿井和突出矿井。因此需要抽采瓦斯的矿井越来越多，由此带动了中国煤矿瓦斯抽采技术的迅速发展。我国在2002年提出的“先抽后采.监测监控。以风定产”十二字工作方针以来，中国煤炭产量由13.93亿t增加到30亿t，煤矿瓦斯治理取得了阶段性成果。在煤矿开采技术条件不断恶化的情况下，煤矿瓦斯治理保障了煤矿安全生产。为了防范和遏制重特大瓦斯事故，同时把瓦斯作为一种有用的资源进行开采，转变了瓦斯治理的思路：国务院安全生产委员会于2008年7月提出了“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯治理工作体系，随后颁布《防治煤与瓦斯突出规定》，使得瓦斯治理工作有条不稳的推进。

2 煤矿瓦斯抽采技术的发展阶段

2.1 高透气性煤层瓦斯抽采阶段

50年代初期，在抚顺高透气性特厚煤层中首次采用井下钻孔预抽煤层瓦斯，获得了成功，解决了抚顺矿区向深部发展过程中的瓦斯安全问题，而且抽出的瓦斯还被作为民用燃料进行利用。

2.2 邻近层卸压瓦斯抽采阶段

50年代中期，在开采煤层群的矿井中，采用穿层钻孔抽采上邻近层瓦斯的试验在阳泉矿区首先获得成功，解决了煤层群开采中首采工作面瓦斯涌出量大的问题。此后在阳泉又试验成功利用顶板收集瓦斯巷（高抽巷）技术抽采上邻近层瓦斯，抽采率达60～70%。到了60年代以后，邻近层卸压瓦斯抽采技术在我国得到了广泛的推广应用。

2.3 低透气性煤层强化抽采瓦斯阶段

由于在我国一些透气性较差的高瓦斯煤层及有突出危险的煤层采用通常的布孔方式预抽采瓦斯的效果不理想、难以解除煤层开采时的瓦斯威胁。为此，从60年代开始，试验研究了多种强化抽采开采煤层瓦斯的方法，如煤层注水、水

龙源期刊网

论述我国煤矿瓦斯抽采技术现状及发展

作者：张尚斌

来源：《中国新技术新产品》2016年第02期

摘 要：瓦斯是由多种可燃气体构成，煤矿瓦斯指的是人们日常所用的天然气。煤矿开采手段形式多样，但由于各煤矿生产企业对于机械设备的投入力度以及安全生产规定的执行情况具有一定差别，这导致瓦斯窒息、燃烧甚至是爆炸问题频发。本文首先简析了我国煤矿瓦斯抽采手段的技术发展历程，之后探析了与我国瓦斯赋存情况相符合的抽采技术发展情况，希望能够在一定程度上提升煤矿瓦斯抽采作业的效率以及安全性。

关键词：煤矿；瓦斯；抽采

中图分类号：TD712 文献标识码：A

1 煤矿瓦斯抽采技术的发展历程

经过几十年的发展，我国煤炭工业技术得到了很大的前进，瓦斯抽采技术优良很大的发展。总体来说，煤矿瓦斯抽采手段的发展历程，在我国一般可划分为四个阶段：煤层瓦斯高透气性抽采技术。在20世纪的50年代初期，井下钻孔预抽技术首次被应用于抚顺地区的特厚以及高透气性煤层抽采作业中，同时得到了一定的成就，使得矿区向深部发展阶段的瓦斯安全得到了有效的保障；邻近层卸压技术。在20世纪的50年代中期，阳泉矿区实验性的使用实验了穿层钻孔抽采技术，并成功的抽采到了上邻近层瓦斯，得到了多个矿区的支持、使用；低透强化抽采技术。在20世纪的60年代左右，我国开始实验性的进行网格式密集布孔技术、煤层注水技术以及松动爆破技术等强化抽采技术，由于各种原因，现仍未得到普遍推广使用；综合抽采技术。于20世纪80年代出现，随着综放、综采手段的大力推广使用，使得采区巷道布置措施得以优化，但也导致工作面瓦斯涌出量不断的增长，所以为了减少瓦斯涌出量，我国开始推广使用综合抽采技术。

2 详细探析矿井瓦斯抽采措施的新进展

2.1 瓦斯共采以及沿空留巷煤手段

沿空留巷煤手段指的是由于采煤工作面不断的推进，会出现一定的采空区，这时需采取巷旁充填手段，隔绝适当范围的采空区，之后需顺着采空区布置巷道，这样就能够在回采工作面以及采空区侧布设出一条尾巷，从而形成一条Y形的通风巷道，使瓦斯以及热量能够顺着这条巷道顺利的排出巷外。同时如果瓦斯大量涌出时，通过Y形通风巷道的布设还能够提升施工安全程度。共采技术如图1所示。