浅论我国煤矿的瓦斯抽放存在的问题及对策

浅论我国煤矿的瓦斯抽放存在的问题及对策作者：马建鹏
来源：《中国科技博览》2013年第12期
[摘要]煤矿在我国的国民经济的发展中起着举足轻重的作用，被誉为“黑色的黄金”，但是在其背后，频发的煤矿瓦斯却带给了我们沉痛的血的代价，怎样有效地减少煤矿瓦斯灾害的发生，提高瓦斯抽放的效率，本文从当前我国煤矿瓦斯抽放存在问题的分析入手，提出相应的解决问题的途径与办法。

在我国经济发展对煤炭的依靠性越来越大的情况下，我国的煤炭瓦斯防治形势却是不容乐观。

作为世界上产量煤炭最多的国家，我国同时也成为了世界上煤矿灾害发生最频繁的国家，我国是世界上最大的产煤国，同时也是发生煤矿灾害事故最严重的国家。

2011年我国共发生煤矿瓦斯事故119起、死亡533人。

这一数字同2010年相比，虽然下降了很多，但是绝对数值仍然不低。

煤矿瓦斯的抽放可以说是防治瓦斯灾害最有效的措施，从上世纪50年代开始，我国就已经明确地将瓦斯的抽放作为煤矿治理的重点。

新世纪初，我国煤安局制订了“先抽后采、以风定产、监测监控”的方针，进一步提升了对瓦斯排放的指导。

近几年虽然我国的瓦斯安全事故逐年递减，但是现状仍旧不容乐观。

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0100-01
一、我国煤矿瓦斯抽放存在的问题
虽然我国的瓦斯抽放技术同以前相比有了很大的进步，但仍旧存在着不小的问题，例如抽放时间偏短、钻孔数量不足、封孔质量低及管理不严等方面的问题，这些问题的存在已经给我国的煤炭生产带来了严重的安全隐患。

1.1 抽放时间偏短
瓦斯抽放率的增大是随着抽放时间的延长而改变的。

对透气系数小于0.04的煤层，要相达到一个相对较高的抽放率，那么它的预抽时间最少要达到6个月以上。

在我国现阶段，大多数的高瓦斯和瓦斯突出的矿井或多或少地存在着采掘失调的现象，在回采的工作过程中瓦斯预抽的时间偏短，有的甚至只有一个月的预抽时间，而全国各大煤矿的平均数值也只有3个月左右，这与安全的煤炭预抽时间有着不小的差距。

1.2 钻孔数量不足
瓦斯抽放钻孔兼具瓦斯输排与提高透气性两种功能，而我国煤矿瓦斯抽放率不高的重要原因之一就是钻孔数量的不足。

在我国，半数以上的煤矿采用的是本煤层预抽的方式，每个工作面的钻孔长度大约为25000米，这一数值虽然不小，但是平均到每吨煤上却几乎可以忽略不计了。

据相关部门统计，我国主要产煤区的煤矿回采工作面每吨煤的预抽钻孔长度为0.0065-0.04
米。

而采用邻近层瓦斯抽也有着这样的问题，一些矿区的钻孔瓦斯流速达到了50米/秒，这已经远超安全的瓦斯流速指数。

1.3 封孔的质量不高
瓦斯排放封孔的质量对瓦斯抽放的效果具有直接的影响，它兼具瓦斯引流与瓦斯强制分解的功能。

现阶段，我有大约有60%以上的瓦斯矿井依旧使用黄泥或者水泥砂浆进行封孔，加上封孔的长度不足、封孔质量不高。

我国大约六成的煤矿瓦斯预抽浓度不超过30%，体现了我国煤矿抽放孔封孔质量不高的现状。

1.4 抽放系统不匹配
近几年来，我国更新改造了一些煤矿的瓦斯抽放系统，这使得抽放系统的不匹配情况同以前相比有了很大的改善，但是情况依然不容乐观。

一些矿井的瓦斯抽放能力偏低、抽放量不足、空气含量高；一些矿井的瓦斯抽放系统虽然功率较强，但是配套设施不符合主泵的工作要求，抽放泵的工作动力基本都用在克服管道的内部阻力上。

1.5 管理不严格
我国煤矿的瓦斯抽放效率不高的重要原因之一就是对瓦斯抽放的管理不严格，其主要表现在：一些矿井没有设立专业的瓦斯抽放人员、对于钻孔的施工质量监督不严，不按设计规定进行钻孔，钻孔长度不足、抽放系统计量装备等配套设施不按规定安装，不按期进行检查与维护等几个方面。

二、解决我国矿井瓦斯抽放问题的对策
2.1 保证瓦斯抽放的时间
作为提升瓦斯抽放率的主要措施之一，加强采掘平衡并保证瓦斯的抽放时间对采用本煤层瓦斯预抽的矿井非常重要。

我国大约有30%的矿区进行的是突出煤层开采，开掘的平均速度每月不到100米，甚至有的矿井都不足30米，采掘失调严重，预抽瓦斯的时间无法得到充足的保证。

因此，一定要尽力实现对突出煤层的平衡采掘，确保从根本上保证瓦斯的预抽时间。

对矿区矿井的具体地质条件进行细致的分析，对瓦斯突出区域的预测与煤巷掘进的工作面危险性敏感预测指指数及临界值进行详细的测算，尽量将突出预测率减小，提高突出预测率的准确性，从而减少非必要的工程量、提高矿井掘进的速度，同时大力探索研究适于本矿区煤层状况的消突措施，缩减防突的周期，提升挖掘效率。

2.2 加强打钻工艺的革新
据国内外预抽瓦斯的实践表明：要想使透气性系数在0.004～0.04 平方米/（MPa2·d）区间的煤层瓦斯抽放取得良好的效果，就不仅要选用科学合适的抽放方式与保证充足的抽放时间，还要充分保证吨煤抽放的平均钻孔长度，现阶段这一平均长度的最大值为0.05米。

由于突出煤层的大多数都是属于煤层结构遭到了严重的破坏，钻孔的施工难度是一个非常重要的问题之一。

现阶段我国的煤矿大多采取水排粉湿式与压风排粉干式两类施工工艺。

采用第一种方式的方式，在进行施工顺层预抽钻孔钻进的时候，钻粉容易成团，造成卡钻与塌孔；而采取后一种方式进行顺层施工时，钻孔预抽产生的煤粉容易造成环境的严重污染，当遇到钻孔过长或者说风压不足的情况，也容易造成卡钻与塌孔。

因此，有必要对在突出煤层施工的瓦斯抽放孔空头增加一定的长度，一是可以实施风粉装备分离配套，将压风干式排粉钻孔工艺加以普及；二是可以在钻孔施工的地点安装移动式的压风设备，以增加风压；第三是可以国外的泡沫排粉钻孔工艺并加以推广。

2.3 提高瓦斯封口的质量
同其它封闭材料相比，聚氨酯具有较高的膨胀系数、较短的凝固时间、较高的封孔效率、较大密度的封口等方面的优点，采用预抽瓦斯的矿井尤其是对近水平煤层进行开掘的矿井，采用聚氨酯工艺进行封孔是一种比较科学的选择，要保证封孔的深度在6米以上；与此同时，采用矿井专用的聚氨酯配方，可以有效地降低生产的成本，实现资源节约。

2.4 对瓦斯抽放系统进行优化
能够采取的措施可以包括：选用同本矿井的瓦斯抽放量与系统阻力相配套的抽放系统，将由于在井下进行抽放的干管与其分支直径都尽量增大，在管道的低洼地段安装自动放水装置以减轻抽放管网的沿程阻力，对井下管网于抽放钻孔气密性进行经常性的检查，将漏气的抽放钻孔及时关闭，将抽放钻孔口的负压提高。

2.5 强化对瓦斯抽放的管理
在这个问题上，矿区的各级领导都要对瓦斯的抽放管理重视起来，成立专职的机构对瓦斯的抽放进行管理，并购买和配备专业的钻孔装备，对于钻孔的施工质量进行严格的把关，禁止虚报数据，安装现代化的仪器对各种排放设备进行实时的监测，要对抽放系统进行定期的检查与维护，另外还要大力加强对于瓦斯抽放工作人员的业务能力的培训。

结束语
总之，在进行矿区瓦斯抽放工作时，不仅要增大煤层的透气性，还可以采取一些新开发的方法，如淮南矿业公司研发的抽放采空区瓦斯的新技术；另外如河南理工研发的“钻墙”布孔技术，都可以在相当大的程度上提高矿区瓦斯的抽放率。

参考文献
[1] 徐超，刘辉辉，邹伟.浅谈我国煤矿瓦斯抽放技术[J].山东煤炭科技.2010（02）.
[2] 徐超，辛海会，刘辉辉.我国煤矿瓦斯抽放技术现状及展望[J].煤矿现代化.2010（01）.
[3] 陈继萍，刘乐萍.浅谈煤矿安全管理存在的问题及解决措施[J].民营科技.2010（08）.。