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摘要:本文分析了目前我国地方中小型煤矿在瓦斯抽放系统的建立和运行过程中存在的主要问题,针对存在的问题提出了相应的有效途径。
关键词:瓦斯抽放;改造优化;管理方法
引言
随着矿井开采深度的增加,越来越多的地方煤矿成为了高瓦斯矿井,部分矿井还升级为煤与瓦斯突出矿井。瓦斯灾害日趋严重。因此,积极探索和应用矿井瓦斯抽放技术,解决矿井瓦斯超限、防治煤与瓦斯突出,是地方煤矿急需解决的问题,也是治理瓦斯灾害的根本途径。
目前我国大多数地方中小型煤矿,由于对矿井瓦斯抽放不够重视,使得瓦斯抽放系统从开始建立到系统运行都存在着很多的问题,导致了整个系统无法达到预期的设计要求和目的,既给矿方带来了很大的资金浪费,又给煤矿生产埋下了安全隐患。
1 我国抽放管网系统存的主要问题
我国矿井瓦斯抽放技术主要有:采掘前抽放(预抽),边采抽和采 后抽放(采空区抽放)。瓦斯抽放是减少和治理瓦斯灾害的有效方法。瓦斯抽放系统运行效果与瓦斯抽放系统的设计、施工质量以及管理等是直接相关的。在许多地方煤矿中,由于缺乏瓦斯抽放技术经验,缺少瓦斯抽放方面的技术、管理人员,矿井即使建立抽放系统,也根本達不到安全、高效、稳定抽放之目的。
1.1 抽放总量少
矿井抽出率低(抽放矿井平均抽出率:英国0%,原西德45%,原苏 联40%,日本38%,中国仅16.3%抽放量:法国为15m3,日 本 为 12.2m3,原西德为8m3,原苏联44.9m3,英国为4m3,而中国仅为0.4m3)。
1.2 与国外相比综合抽放技术工作及管网系统优化管理存在差距。
煤矿负责人对瓦斯抽放系统的作用认识不足:瓦斯抽放是减少和治理瓦斯灾害保证煤矿工人安全生产的根本措施。国家有关部门也将其作为煤炭行业的政策法规来执行,然而很多地方中小煤矿负责人却认为:瓦斯抽放系统只是上级领导给予他们的一个额外的政治任务;安装瓦斯抽放系统,也只是应付上级领导和国家的检查,等到检查结束了,这套系统就成了摆设;同时瓦斯抽放系统建立和运行对地方中小煤矿来说是一笔不小的投资,煤矿负责人也就采取了一种消极的态度,这就限制了瓦斯抽放系统作用的发挥,不能达到理想的抽放效果。
瓦斯抽放技术力量十分薄弱:矿井瓦斯抽放是一个复杂系统的技术工程,需要有相当专业的技术人员。但在现有的许多中小煤矿中,严重缺乏瓦斯抽放技术人员和管理人员,甚至在一些十分落后的地区,瓦斯抽放就是一个新名词。这些直接导致了在瓦斯抽放系统设计、施工及管理中出现诸多问题,一些矿从瓦斯抽放系统的建立到交付使用过程中,未派出专职技术人员一同学习、参与。建立起来的系统一旦出现一些常见故障,煤矿也只有等待设备制造厂派人来进行维修,使瓦斯抽放系统停止工作,给煤矿生产埋下了安全隐患。
煤层瓦斯基础参数缺乏:很多地方煤矿的煤层瓦斯基本参数(瓦斯含量、煤层透气性系数、瓦斯涌出衰减系数等)严重缺乏。这就导致瓦斯抽放系统无论从设计,还是系统工程现场施工,都缺乏科学的依据。系统建立以后,无法达到预期抽放效果,容易出现“大马拉小车”、浪费投资的现象。
2 提高矿井瓦期抽放率的途径
针对上述我国矿井抽放率低的原因采取适当的措施提高矿井的 瓦斯抽放率不仅是矿井安全生产的要求而且也是降低抽放成本提高 抽放效益的需要为了提高我国矿井瓦斯抽放效果国内的科研高校设 计生产单位等从不同的方面开展了数百项研究取得了可喜的成果现 就从矿井设计方面论述提高抽放率的途径。合理选择抽放方法是提高抽放效果的关键选择抽放方法应深入 分析和根据矿井的煤层赋存条件矿井瓦斯来源及涌出规律矿井开采 布置及开采程度瓦斯利用前景等 。
2.1 合理选择抽放方法
按照瓦斯来源,可以分为本煤层抽放瓦斯和邻近层抽放瓦斯。本煤层抽放瓦斯的适用条件,是当井下开采工作所遇到的瓦斯来自开层本身时,只有抽放开采层本身的瓦斯,才能解决瓦斯问题。这种方法用于透气性效果良好的煤层,会收到很好的效果。地压活动明显开采层上下相邻煤层内的瓦斯涌入开采层的采煤工作面而威胁生产时,采取这种方法可消除瓦斯威胁,大多数矿井都采用这种方法。一般来说,选择抽放方法和形式的时候,要考虑瓦斯来源煤质状况采掘因素时间配合和抽放工艺等因素其总的原则是 :
(1)如果瓦斯存在于开采层本身,即可以采用钻孔或巷道预抽形 式直接把瓦斯从回采层中抽出。
(2)如果瓦斯主要存在于开采煤层的顶、底板邻近煤层内,可以采用顶底板煤岩中的巷道,打一些穿至邻近煤层的钻孔的邻近层抽放 形式将瓦斯抽出
(3)如果在采空区或废弃巷道内有大量的瓦斯涌出,即可以用采 空区抽放形式加以消除。
(4)如果在煤巷掘进时就已遇到严重的瓦斯涌出,而且难以用通 风方法克服的时候,则需要采用在掘进工作开始前的钻孔预抽或巷 道边掘边抽的方法加以解决。
(5)如果煤层的透气性差,利用钻孔或巷道又不易直接抽出瓦斯,掘进时瓦斯也不大,而在回采的时候却有大量的瓦斯涌出时,则 需采用边采边抽,水力割缝、大直径密集钻孔以及人为的可以改变煤 层透气性的方法加以解决。
2.2 选择合理的抽放参数
(1)钻孔直径
钻孔直径的大小对抽放瓦斯有一定的影响。直径大的钻孔由于暴 露的煤面多,瓦斯涌出量大,排放瓦斯的效果也就较好。反之直径小 的钻孔效果就较差。
(2)钻孔长度
对于开采层瓦斯抽放钻孔的长度越大,露出煤面越多,瓦斯涌出 量越大抽放效果越好;对于邻近层瓦斯抽放,钻孔一般要穿过所要预 抽的煤层,而钻孔中瓦斯成分与钻孔长度没有多少关系,但它受钻机 设备和打钻技术的影响,考虑打钻效率和打钻质量,钻孔长度一般 大 于60m。
(3)钻孔间距及钻孔数目
由实验表明钻孔间距减小,在一个钻场内的钻孔数目增加。瓦斯 抽出量也在增加同时,每个单孔的抽出量减少,孔数目越多。瓦斯量 衰减越快,孔数目越少瓦斯量衰减越慢,所以如果有较长的抽放时间, 孔数可以少些,如果抽放时间较短孔数可以多些。但孔数多了,又不 经济,因而,要针对采区的实际条件、瓦斯储量的大小、要求的抽放 率来决定的。
3 结束语
煤矿安装瓦斯抽放系统的重要性是显而易见的,各煤矿应积极与煤炭科研单位合作,建立起一套适应各矿自身的最佳瓦斯抽放系统和工艺,切实加强对瓦斯抽放系统的管理,把这种瓦斯宝贵的资源逐步进行利用。地方煤矿瓦斯抽放系统建好用好后,必将在安全生产中发挥巨大作用,从而彻底扭转中小煤矿安全生产形势。
参考文献:
[1]柏泉 张建国 矿井瓦斯抽放理论与技术 中国矿业大学出版 社 1996年.
[2]程建军,程绍仁.煤矿瓦斯抽放存在问题及对策[J].煤炭工程,2005.1.
关键词:瓦斯抽放;改造优化;管理方法
引言
随着矿井开采深度的增加,越来越多的地方煤矿成为了高瓦斯矿井,部分矿井还升级为煤与瓦斯突出矿井。瓦斯灾害日趋严重。因此,积极探索和应用矿井瓦斯抽放技术,解决矿井瓦斯超限、防治煤与瓦斯突出,是地方煤矿急需解决的问题,也是治理瓦斯灾害的根本途径。
目前我国大多数地方中小型煤矿,由于对矿井瓦斯抽放不够重视,使得瓦斯抽放系统从开始建立到系统运行都存在着很多的问题,导致了整个系统无法达到预期的设计要求和目的,既给矿方带来了很大的资金浪费,又给煤矿生产埋下了安全隐患。
1 我国抽放管网系统存的主要问题
我国矿井瓦斯抽放技术主要有:采掘前抽放(预抽),边采抽和采 后抽放(采空区抽放)。瓦斯抽放是减少和治理瓦斯灾害的有效方法。瓦斯抽放系统运行效果与瓦斯抽放系统的设计、施工质量以及管理等是直接相关的。在许多地方煤矿中,由于缺乏瓦斯抽放技术经验,缺少瓦斯抽放方面的技术、管理人员,矿井即使建立抽放系统,也根本達不到安全、高效、稳定抽放之目的。
1.1 抽放总量少
矿井抽出率低(抽放矿井平均抽出率:英国0%,原西德45%,原苏 联40%,日本38%,中国仅16.3%抽放量:法国为15m3,日 本 为 12.2m3,原西德为8m3,原苏联44.9m3,英国为4m3,而中国仅为0.4m3)。
1.2 与国外相比综合抽放技术工作及管网系统优化管理存在差距。
煤矿负责人对瓦斯抽放系统的作用认识不足:瓦斯抽放是减少和治理瓦斯灾害保证煤矿工人安全生产的根本措施。国家有关部门也将其作为煤炭行业的政策法规来执行,然而很多地方中小煤矿负责人却认为:瓦斯抽放系统只是上级领导给予他们的一个额外的政治任务;安装瓦斯抽放系统,也只是应付上级领导和国家的检查,等到检查结束了,这套系统就成了摆设;同时瓦斯抽放系统建立和运行对地方中小煤矿来说是一笔不小的投资,煤矿负责人也就采取了一种消极的态度,这就限制了瓦斯抽放系统作用的发挥,不能达到理想的抽放效果。
瓦斯抽放技术力量十分薄弱:矿井瓦斯抽放是一个复杂系统的技术工程,需要有相当专业的技术人员。但在现有的许多中小煤矿中,严重缺乏瓦斯抽放技术人员和管理人员,甚至在一些十分落后的地区,瓦斯抽放就是一个新名词。这些直接导致了在瓦斯抽放系统设计、施工及管理中出现诸多问题,一些矿从瓦斯抽放系统的建立到交付使用过程中,未派出专职技术人员一同学习、参与。建立起来的系统一旦出现一些常见故障,煤矿也只有等待设备制造厂派人来进行维修,使瓦斯抽放系统停止工作,给煤矿生产埋下了安全隐患。
煤层瓦斯基础参数缺乏:很多地方煤矿的煤层瓦斯基本参数(瓦斯含量、煤层透气性系数、瓦斯涌出衰减系数等)严重缺乏。这就导致瓦斯抽放系统无论从设计,还是系统工程现场施工,都缺乏科学的依据。系统建立以后,无法达到预期抽放效果,容易出现“大马拉小车”、浪费投资的现象。
2 提高矿井瓦期抽放率的途径
针对上述我国矿井抽放率低的原因采取适当的措施提高矿井的 瓦斯抽放率不仅是矿井安全生产的要求而且也是降低抽放成本提高 抽放效益的需要为了提高我国矿井瓦斯抽放效果国内的科研高校设 计生产单位等从不同的方面开展了数百项研究取得了可喜的成果现 就从矿井设计方面论述提高抽放率的途径。合理选择抽放方法是提高抽放效果的关键选择抽放方法应深入 分析和根据矿井的煤层赋存条件矿井瓦斯来源及涌出规律矿井开采 布置及开采程度瓦斯利用前景等 。
2.1 合理选择抽放方法
按照瓦斯来源,可以分为本煤层抽放瓦斯和邻近层抽放瓦斯。本煤层抽放瓦斯的适用条件,是当井下开采工作所遇到的瓦斯来自开层本身时,只有抽放开采层本身的瓦斯,才能解决瓦斯问题。这种方法用于透气性效果良好的煤层,会收到很好的效果。地压活动明显开采层上下相邻煤层内的瓦斯涌入开采层的采煤工作面而威胁生产时,采取这种方法可消除瓦斯威胁,大多数矿井都采用这种方法。一般来说,选择抽放方法和形式的时候,要考虑瓦斯来源煤质状况采掘因素时间配合和抽放工艺等因素其总的原则是 :
(1)如果瓦斯存在于开采层本身,即可以采用钻孔或巷道预抽形 式直接把瓦斯从回采层中抽出。
(2)如果瓦斯主要存在于开采煤层的顶、底板邻近煤层内,可以采用顶底板煤岩中的巷道,打一些穿至邻近煤层的钻孔的邻近层抽放 形式将瓦斯抽出
(3)如果在采空区或废弃巷道内有大量的瓦斯涌出,即可以用采 空区抽放形式加以消除。
(4)如果在煤巷掘进时就已遇到严重的瓦斯涌出,而且难以用通 风方法克服的时候,则需要采用在掘进工作开始前的钻孔预抽或巷 道边掘边抽的方法加以解决。
(5)如果煤层的透气性差,利用钻孔或巷道又不易直接抽出瓦斯,掘进时瓦斯也不大,而在回采的时候却有大量的瓦斯涌出时,则 需采用边采边抽,水力割缝、大直径密集钻孔以及人为的可以改变煤 层透气性的方法加以解决。
2.2 选择合理的抽放参数
(1)钻孔直径
钻孔直径的大小对抽放瓦斯有一定的影响。直径大的钻孔由于暴 露的煤面多,瓦斯涌出量大,排放瓦斯的效果也就较好。反之直径小 的钻孔效果就较差。
(2)钻孔长度
对于开采层瓦斯抽放钻孔的长度越大,露出煤面越多,瓦斯涌出 量越大抽放效果越好;对于邻近层瓦斯抽放,钻孔一般要穿过所要预 抽的煤层,而钻孔中瓦斯成分与钻孔长度没有多少关系,但它受钻机 设备和打钻技术的影响,考虑打钻效率和打钻质量,钻孔长度一般 大 于60m。
(3)钻孔间距及钻孔数目
由实验表明钻孔间距减小,在一个钻场内的钻孔数目增加。瓦斯 抽出量也在增加同时,每个单孔的抽出量减少,孔数目越多。瓦斯量 衰减越快,孔数目越少瓦斯量衰减越慢,所以如果有较长的抽放时间, 孔数可以少些,如果抽放时间较短孔数可以多些。但孔数多了,又不 经济,因而,要针对采区的实际条件、瓦斯储量的大小、要求的抽放 率来决定的。
3 结束语
煤矿安装瓦斯抽放系统的重要性是显而易见的,各煤矿应积极与煤炭科研单位合作,建立起一套适应各矿自身的最佳瓦斯抽放系统和工艺,切实加强对瓦斯抽放系统的管理,把这种瓦斯宝贵的资源逐步进行利用。地方煤矿瓦斯抽放系统建好用好后,必将在安全生产中发挥巨大作用,从而彻底扭转中小煤矿安全生产形势。
参考文献:
[1]柏泉 张建国 矿井瓦斯抽放理论与技术 中国矿业大学出版 社 1996年.
[2]程建军,程绍仁.煤矿瓦斯抽放存在问题及对策[J].煤炭工程,2005.1.