淺談瓦斯的治理技術與應用論文
摘要：瓦斯主要以煤層氣構成的有害氣體甲烷為主。是在煤的生成和煤的變質過程中，在高溫、高壓的環境下伴隨著產生瓦斯，它在煤體或圍巖中是以游離狀態和吸著狀態的形式存在的。如何合理利用瓦斯鉆孔技術要點，合理布置鉆孔間距，綜合各鉆孔技術，是瓦斯抽放效率得到有效的提高。
關鍵詞：瓦斯治理技術應用
引言
我國是煤炭大國，在豐富的煤炭資源中含有豐富的瓦斯資源，埋深在2000米以內的煤層中含煤層氣資源量達35－50萬億立方米。它是造成瓦斯煤礦災害事故居高不下的重要原因。對高瓦斯礦井或者低瓦斯礦井，都必須進行合理的瓦斯預防和治理，保證煤的安全生產。目前對高瓦斯采掘工作面主要采取的瓦斯治理措施主要有：加強管理、保證通風、打瓦斯抽放鉆孔、利用局部通風機處理采掘工作面上隅角瓦斯、進行局部瓦斯抽放、使用局部通風機等。現主要介紹一下瓦斯的鉆孔抽放技術。
1、瓦斯的治理技術
1.1瓦斯的鉆孔抽放通過通風辦法來稀釋瓦斯，已經在經濟上和技術上逐漸被淘汰，與此同時，隨著開采的強度和深度的增加以及地面大氣壓的降低，礦井瓦斯的涌出量也在增加，通常情況下利用正常通風稀釋瓦斯，只能解決落煤和暴露煤壁時的解析瓦斯，而在采空區的涌出瓦斯占比例較大，一般位60％左右，稀釋對大部分礦井來說根本達不到要求。而瓦斯的抽放一方面降低瓦斯的涌出量，另一方面能有效地解決瓦斯濃度的超限，防止煤與瓦斯的突出。如何有效地提高瓦斯抽放率，主要取決于對抽放方式的合理選取，因此，要根據瓦斯的來源、瓦斯地質條件和礦山技術條件選擇瓦斯抽放方式。
高位水平鉆孔瓦斯抽放技術是鉆孔技術中比較難的一種抽放技術，該技術分為頂板高位水平鉆孔瓦斯抽放技術和大采面中間高位巷瓦斯抽放技術，前者具有先期投入少、工期短、靈活性強的優點。對于煤于瓦斯突出的設計能力比較大的礦井，瓦斯涌出量大，含量高，煤層的透氣性比較差，以及受地質條件的影響導致瓦斯的富集及煤層瓦斯分布的不均勻性的礦井，目前這種技術已經得到廣泛的應用。
1.2鉆孔瓦斯抽放技術要點鉆孔的布置是該技術的關鍵：①對于卸壓瓦斯必須進入卸壓范圍。②鉆孔開口端應布置在完整煤（巖）體內。③穿層鉆孔進入抽放層頂（底）板巖石0.5m以上。
由于開采層越近，瓦斯的涌出量越多，鄰近層瓦斯抽放鉆孔布置主要從適當的巷道向各鄰近層卸壓區打鉆孔，要能控制卸壓瓦斯流入鉆孔，避免瓦斯大量流入開采層采空區�？组g距同時也是影響抽放時間的又一重要因素，其計算公式如下：
R1——瓦斯空間距，m。
Kb——抽放負壓影響系數。
Z——各鉆孔瓦斯涌出不均勻系數，Z＝0.75。
L——鉆孔有效長度，m。
Q0——鉆孔初始比瓦斯涌出量，由實驗測得。
m——被抽放煤層厚度，m。
a——瓦斯涌出衰減系數。
t——抽放時間，d。
H——鉆孔抽放瓦斯階段斜長。
mi——煤層分層開采厚度，m。
r——煤層平均容重，t/m3。
K——抽放瓦斯有效性系數。
Q——抽放回采工作面瓦斯涌出量。
不同煤層其抽放鉆孔的布置形式不一樣，鉆孔間距也不一樣，其抽放時間也不一樣，空間距是隨著抽放時間的增大而增大。對于鉆孔抽放瓦斯，可以根據不同的瓦斯流量和抽放的難易情況進行抽放鉆孔布置，具體措施有：加大鉆孔的直徑、負壓提高和增大煤氣層等。
1.3幾種特殊鉆孔抽放技術穿層鉆孔抽放技術在透氣層極低的撫順北票礦區臺吉礦的10號煤層取得很好的效果，其主要利用利用了鉆孔交叉時產生的相互影響，交叉部分即是加大了鉆孔的直徑，在沒有增加工作量的情況下，提高了抽放效果。還可以避免鉆孔坍塌、堵孔對抽放效果的影響，提高抽放量46％-102％。
穿層水力擴孔強化抽放瓦技術采用高壓水射流沖割煤層，將煤層中的碎煤排除，形成空區，這樣是煤層局部得到卸壓，使裂紋發展成裂隙并不斷延伸，增加了煤層透氣性，提高了瓦斯的抽放量。
深孔控制預裂爆破強化抽放瓦斯技術是一門利用特殊爆破技術抽放瓦斯的方式，利用預裂爆破的破孔布置原理和方法，合理利用破轟波的能量，結合瓦斯壓力，通過控制孔的控制，使媒體既不影響開采和安全的前提下產生裂隙，提高煤層透氣性，達到抽放效果。
交叉、順層扇形鉆孔抽放技術：鉆孔布孔方法為：沿工作面上、下風巷向煤層傾斜方向或中切割向煤層打傾斜或走向順層鉆孔。每2～3m布置一對抽放鉆孔，其中一孔平行于工作面，一孔與工作面斜交，孔徑為75～79mm，鉆孔深度為50～80m，布孔密度為0.03～0.055m/t，預抽期為3～5個月。一定程度上緩解了抽放瓦斯與接替緊張的矛盾，鉆孔數量多，抽出量大，抽放效果好。
2、應用效果及其前景
2.1對于鉆孔抽放，減少工作面的風排瓦斯量。根據調查顯示，采用鉆孔技術的礦井其工作面的瓦斯抽出率可以達到37.5％左右，約35％的瓦斯進入回風道。
2.2目前，大部分礦井均采用抽放技術，其杜絕瓦斯超限、提高生產能力。采空區涌出的瓦斯，通過鉆孔的抽放，對作業環境有了很大改善，有利的保證了生產的安全。大大地提高了生產能力，帶來了很好的經濟效益和社會效益。
2.3以瓦斯抽放和通風方式改革為主的瓦斯綜合治理技術是很多礦區工作面瓦斯治理的根本方，綜合各鉆孔抽放技術是礦區最佳的抽放方式，也是礦區瓦斯治理技術發展的必然方向。
3、結束語
3.1通過特殊鉆孔技術引起煤層和巖層的卸壓，增加煤層的透氣性，有效地解決瓦斯的抽放難的問題，提高抽放率。
3.2各瓦斯鉆孔抽放技術其抽放參數和抽放工藝，還需要進一步考察、研究和完善。
3.3綜合考慮抽放方式，爭取鉆孔的設計科學合理，保證施工工藝和精度準確。同時對高瓦斯煤層和突出煤層，采用聯合抽放技術共同治理瓦斯是行之有效的，值得推廣應用。
參考文獻：
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