加大礦井瓦斯抽采率提高礦井瓦斯利用率

摘 要：煤炭、石油以及天然氣這三種是我國主要的一次能源，在我國主要能源體系中其中煤炭就占據了90%多。從現階段我國的能源結構特征總體來看，已逐漸的呈現出一種特征--以煤炭為主的能源結構。我國的煤炭資源總量占據世界總量的第二位，約為5.6萬億t，在這5.6萬億t中其中已探明的儲量就為1億萬t，現占世界煤炭總儲量的11%。目前我國的天然氣資源以及石油資源非常短缺，再加上人均水資源相對不足，現階段煤炭已是保障國家能源安全的重要資源。

關鍵詞：瓦斯抽采;瓦斯利用;抽采方法

在煤炭開采礦井中瓦斯是一種非常常見的爆炸氣體之一，如果一旦礦井內的瓦斯氣體含量達到5%-15%之間就極有可能會引起爆炸，甚至還會引起瓦斯燃燒。因此，在大部分人們的認知中還只認為瓦斯是一種非常危險的有害氣體，但事實上瓦斯還是一種非常常見的氣體能源，如果我們能夠對其進行一個合理的利用與開發，那么瓦斯也能夠同天然氣、石油以及煤炭等能源為我們、為社會、為國家帶來很好經濟效益[1]。本文簡單的闡述了山西沁和能源集團有限公司本部礦井的瓦斯抽采與利用情況，提出了幾點有效加大礦井瓦斯抽采率提高礦井瓦斯利用率的建議，僅供大家參考。

1 礦區情況

沁和能源集團是鵬飛集團旗下的一家區域分公司。沁和能源集團成立于2001年，自成立以來沁和能源集團一直堅持以做大、做強煤炭產業為主線，走生產經營以及資本經營相結合的道路。經過多年的良好發展沁和能源集團已形成了較強的經濟規模以及優越的管理體系，現在其地方經濟中起著一個舉足輕重的地位。沁和能源集團業務范圍涉及多個方面，如煤炭開采、煤炭銷售、煤炭洗選以及酒店經營和物業管理等方面。沁和能源集團總資產超1.07億元，現有八座煤炭生產礦井以及一個瓦斯發電廠、五個洗煤廠以及兩條鐵路專用線;這些均地處于沁水煤田腹地。

沁水煤田腹地被稱為全國最大的煤田，是我國產煤最多的、大型的石炭三疊紀煤田。沁水煤田位處于山西省的中南部地區，并介于太行山、五臺山以及呂梁山和中條山之間，其面積約30萬km2。沁水煤田腹地生成于中生代末白堊紀，其盆地基底構造層由元古界以及太古界所組成。雖然沁水煤田產煤最多的是石炭三疊紀煤炭，但實際上沁水煤田的煤系屬于華北型石炭二疊紀;沁水煤田的含煤段發育在晚石炭世和二疊世;其中晚石炭世的本溪組以及太原組含煤地層最多，而二疊世的山西組以及下石盒子組含煤地層最多。本溪組組厚10m-50m;太原組組厚50m-150m，含煤層為7至10層，在這7-10層中有3-5層可以采煤，可采煤層總厚度為4m-10m;山西組組厚40m-110m，山西組含煤層在3-6層，其中有2到4層可以采煤，可采煤層總厚度為2m-7m;下石盒子組組厚90m-214m。沁水煤田礦井內部的地質結構非常簡單，現屬于我國最優越的，礦井瓦斯含量除東北地區隅陽泉一帶較高之外，部分礦井為高瓦斯礦井以及瓦斯突出礦井;其他大部分礦井都屬于低瓦斯礦井。

2 礦井瓦斯抽采工作及煤層氣利用現狀

2.1 礦井瓦斯抽采工作現狀

由于地殼板塊的運動造成了我國普遍的煤炭賦存較深，從而導致我國煤炭的開采多為礦井開采。但隨著長時間的煤炭開采，不僅導致了絕大多數礦井內的煤炭開采條件日益惡化，而且還逐漸加大了煤炭礦井內的瓦斯含量以及瓦斯壓力，再加上本身煤炭礦井內部的地質條件就非常復雜，因此常常會在煤炭開采的過程中發生一些危險事故，例如由瓦斯引起的瓦斯爆炸以及瓦斯燃燒和窒息事故等一些危險故事，還有一些筆者就不在這一一列舉了，但是在眾多事故中屬瓦斯事故最為嚴重，一旦發生瓦斯事故不僅會對煤炭開采工作造成巨大的影響與威脅，甚至還會造成非常嚴重的地質災害，除此之外還會給煤炭開采人員帶去嚴重的人身傷害，基于此，我們可以看出煤炭礦井瓦斯抽采工作是多么的重要。自2001年成立至今，山西沁和能源集團有限公司有著多年的采礦實踐經驗，近年來山西沁和能源集團有限公司逐漸的形成了一套較為完善的煤炭礦井瓦斯抽采技術體系，同時還建立了多座瓦斯抽采站，并配套安裝了多臺瓦斯抽采設備，現階段已在礦井瓦斯抽采方面取得了較好的成績[2]。

2.2 煤層瓦斯利用現狀

山西沁和能源集團有限公司的煤層氣利用工作由分公司進行管理。在八座生產礦井中都會有一座礦井瓦斯抽采站，而這些礦井瓦斯抽采站都會向煤層氣管理公司輸送瓦斯，并存儲在各管理公司的儲氣罐里面;然后再由各煤層氣管理公司向廣大用戶進行供氣?，F階段山西沁和能源集團有限公司現有地面管路264000m，煤層氣儲氣罐共有12座，12座儲氣罐的儲氣能力約24.27m3，其瓦斯等級為高瓦斯，現采煤層為3#。據數據顯示，山西沁和能源集團有限公司2011年的瓦斯利用量為6488.6m3，利用率為78.16%?，F階段山西沁和能源集團有限公司煤層氣用戶約有21萬戶，主要用戶為工業用戶。

3 提升礦井瓦斯抽采率的技術途徑

3.1 鉆孔抽采技術

鉆孔抽采技術主要有三種：第一種是預抽鉆孔瓦斯抽采;第二種是采空區瓦斯抽采;第三種是圍巖鉆孔與泄壓鉆孔瓦斯抽采。預抽鉆孔瓦斯抽采不僅能夠在一定程度上消除瓦斯給開采工作帶來的威脅，還能夠在最大程度上提升礦井瓦斯的抽放率以及瓦斯使用率，更重要的是預抽鉆孔瓦斯抽采還能夠有效解決礦井瓦斯濃度超標的問題。在實際開采過程中，很多時候我們都會開采出底版巖或者是頂板巖巷，一般情況下只有急傾斜煤層才會開拓出頂板巖巷，這個時候我們就需要采取預抽鉆孔瓦斯抽采。首先要在即將要進行預抽的頂板巖巷邊界打出一個通風系統，進行施工時一定要選擇距離頂板巖巷與邊界上山內一定距離的地方進行施工;其次在施工時我們需要注意鉆孔的方式，必須要使用網格式鉆孔，最后才能進行煤層氣預抽工作。在日常開采過程中，特別是在一些高瓦斯礦井中，從瓦斯治理以及使用方面來講的話如果施工條件允許的話，抽采人員必須要選擇預抽鉆孔瓦斯抽采，因為預抽鉆孔瓦斯抽采法不僅成孔速度快，而且煤層氣抽采效果還非常好。通常在礦井中一些采空區也會有瓦斯的產生，并會有一定的積累;如果我們能夠選擇適當的抽采方法對采空區瓦斯進行抽采的話，那么也會在一定程度上提升瓦斯的抽采率，而埋管抽采法常用于采空區瓦斯抽采。在采用圍巖鉆孔瓦斯抽采以及泄壓瓦斯抽采技術時一定要注意，并不是鉆孔的位置越密集就越好，在采用圍巖鉆孔瓦斯抽采以及泄壓瓦斯抽采技術時必須要根據開采現場的實際環境來確定[3]。

3.2 優化封孔工藝

進行鉆孔封孔是為了防止煤層瓦斯的泄露。對鉆孔進行封孔也是一種提升煤層瓦斯抽采率的有效辦法。鉆孔封孔工作一共分為兩個部分：首先使用一種高分子樹脂材料對鉆孔進行第一步的封孔工作;其次在使用水泥砂漿進行第二步的封孔工作。但工作人員也要注意要將鉆孔封孔的長度控制在12m-16m之間。這種鉆孔封孔方式不僅能夠有效提升煤層瓦斯抽采率，還能夠將所抽采的瓦斯濃度提升一定程度，至少能夠提升到30%以上[4]。

3.3 引進先進設備

對于煤礦煤層瓦斯開采工作來說，技術是一方面。而設

備就是另一方面，只有引進先進設備采用大功率或者是大直徑的煤炭瓦斯抽采設備，才能有效的、大大的提升瓦斯抽采率。除此之外，各企業也要購進一些低濃度瓦斯濃縮設備，這樣才能夠有效減少瓦斯排放，在一定程度上提升煤炭礦井瓦斯的利用率。

4 結束語

總而言之，各企業在進行煤礦瓦斯抽采工作時，一定要結合開采現場的實際情況來選擇適合的瓦斯抽取技術以及設備，這樣才能有效提升礦井瓦斯抽采率，提升瓦斯抽采率的同時就是在提升瓦斯的利用率。

參考文獻：

[1]張星.高瓦斯礦井厚煤層瓦斯抽采系統優化技術研究[J].煤礦現代化，2018，No.146（5）：4-6.

[2]裴佰林.淺談煤與瓦斯突出礦井瓦斯抽采精細化管理的不足與解決方法[J].商品與質量，2018（6）：249-249.

[3]張志鵬.高瓦斯礦井工作面瓦斯綜合抽采技術分析[J].消費導刊，2020（6）：86-86.

[4]雷照源，郭超奇，等.深部高瓦斯礦井大采高工作面立體抽采瓦斯技術[J].煤炭科學技術，2019，47（2）：82-87.

作者簡介：

賈林軍（1977- ），男，山西沁水人，本科學歷，職稱：工程師。