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摘 要：煤矿瓦斯具有两面性，其既是一种威胁安全生产的有害的物质，也是一种很重要的清洁能源。在突出矿井煤炭的开采过程中，如果不能采取有效措施进行瓦斯治理，就有可能发生瓦斯爆炸、突出等事故，给人员生命和财产带来威胁。因此，必须对瓦斯进行有效治理，这一工作也是突出矿井煤炭开采工作中的重点与难点。对瓦斯的治理是矿井安全生产的前提，其中，“先抽后采”技术的实践能够降低煤矿瓦斯安全事故的发生概率，保障安全生产。
关键词：煤矿；瓦斯治理；先抽后采
中图分类号：TD712.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0243-02
1 引 言
在我国的煤矿开采和瓦斯治理工作中，“先抽后采、检测监控、以风定产”是基本方针，其在我国的高瓦斯、瓦斯突出矿井开采工作中具有重要的安全指导意义。淮南、贵州等地区的煤层瓦斯含量高、开采条件复杂、煤层赋存条件复杂，“先抽后采”技术是这些地区瓦斯治理的核心举措，不仅提高了矿井生产安全系数，还对抽出的瓦斯进行有效利用，创造效益。
2 对煤矿瓦斯的抽采工作进行现状分析
2.1 难度高
调查发现，大部分煤与瓦斯突出矿井的煤层赋存及顶底板条件都较差，尤其在贵州、淮南等地区。由于煤层透气性系数低、煤层松软、顶底板变形等原因，导致抽采效率低、时间长、钻孔塌孔等问题，瓦斯治理难度大。
2.2 危险系数高
对煤矿瓦斯进行抽采工作是一项危险系数极高的工作，这是由于煤矿瓦斯位于活动空间较小的井下，如果工作人员在井下作业时突发瓦斯事故，那么小空间内高浓度的煤矿瓦斯可能会导致工作人员立即窒息死亡，而且，瓦斯的易燃、易爆性非常高，只要有微小的火源存在，就足以产生瓦斯爆炸事故，而其后果可能是炸毁整个煤矿。
2.3 对技术设备要求高
进行煤矿瓦斯抽采工作，需要相应的配套技术设备，如钻孔施工设备、相应的检测检验设备、抽采系统等。对条件较差的煤层进行抽采时，需要的抽采设备及施工工艺要求更高。
3 煤矿瓦斯治理“先抽后采”的实践方法
在对瓦斯进行抽采时，需要对瓦斯抽采系统实时监控与人工检测，技术人员需要了解各处流量、瓦斯浓度、温度、压力差等参数，然后基于这些数据选择合理的抽采方法。
3.1 被保护层煤矿瓦斯的抽采方法
在对被保护层煤矿的瓦斯采用“先抽后采”方法进行治理时，效果比较好。当保护层在生产阶段中时，煤层上部的煤岩体会产生冒落带、裂隙带、弯曲下沉带，其下部会产生变形带与底鼓裂缝带，被保护层产生断裂带的煤岩体会有斜交或者垂直裂缝，大大加强了瓦斯抽采效果。对断裂带中的煤矿瓦斯进行抽放的方式较为多样，主要有：底板穿层钻孔法、高位钻孔法、倾向高位钻孔法、地面钻井法以及走向高抽巷法等，而对被保护弯曲带的瓦斯进行抽采的方法有底板穿层钻孔法、顶板穿层钻孔法以及地面钻孔法。
3.2 利用采动影响抽采煤层卸压瓦斯
此方法的原理为：当对保护层的开采结束以后，保护层表面的覆盖煤岩体会渐渐产生垮落带，因受保护层开采的影响，其附近的煤层在卸压后会产生变形，透气性会随之产生大幅度的提高，由于保护层发生了采动，会使得岩层和煤层之间产生空隙，此空隙就是卸压瓦斯的流通通道与储存地点，所以，采动卸压煤层瓦斯抽采与原始煤层的瓦斯抽采从本质上是不同的，前者包括采动影响区（卸压区）瓦斯抽采以及开采层抽采（边采边抽、边掘边抽）等方法，其中，采动影响区（卸压区）瓦斯抽采可以划分成顶板巷道抽采卸压区瓦斯以及钻孔抽采卸压区瓦斯等方法。需要注意的是，钻孔应当选在已经发生卸压而且瓦斯比较丰富的区域，这会保证钻孔的透气性好、所截获的瓦斯更多。此外，为了对地面钻孔抽采的流量、浓度以及压力进行合理控制，降低火灾危险，应当致力于研究更加可靠、稳定的钻孔布置与结构、防断裂以及防水技术等。
3.3 井下煤层瓦斯抽采方法
3.3.1 顺层钻孔瓦斯抽采方法
在综采工作面两顺槽施工顺层钻孔预抽回采区域瓦斯，钻孔与工作面顺槽煤壁垂直，平行布置，钻孔间距根据抽采半径确定，钻孔长度根据工作面宽度确定，要求到工作面中部交叉不小于15m，顺层钻孔抽放瓦斯示意图如图1。
3.3.2 穿层钻孔瓦斯抽采方法
在抽采巷施工穿层钻孔对煤体进行预抽，每组钻场扇形布置，钻场间距根据抽采半徑确定，根据需控制上部煤体的宽度确定每组钻孔的个数，示意图如图2。
4 对煤矿瓦斯治理“先抽后采”的作用进行分析
煤矿瓦斯治理“先抽后采”能够有效消除瓦斯在生产过程中的危害，一方面能够使得煤层中的瓦斯压力及含量下降、涌出量减少，杜绝瓦斯突出事故，另一方面能够为井下提供良好的工作环境。
4.1 有效提高煤矿生产效率
在进行煤矿开采时，井下的瓦斯隐患一直是不能安全、高效生产的重要原因，“先抽后采”的措施能够保障安全生产，提高煤矿开采效率。建立煤矿抽采系统，降低井下瓦斯浓度，降低瓦斯井矿的危险系数，实现安全生产，保障井下工人的生命安全、企业的生产安全等，提高国家的经济建设效益。
4.2 保护社会生态环境
在进行煤炭开采时，对瓦斯治理的忽视有可能会给周边的生态环境带来危害，还会浪费瓦斯能源，对煤矿瓦斯进行“先抽后采”能够将煤矿瓦斯资源利用起来、减少浪费与污染，对生态环境非常友好。此外，瓦斯是清洁能源，其发热量相比于汽油、煤炭都更加优秀，如果能将其好好利用，势必是一条更加好的节约资源途径。
4.3 有利于优化产业结构
应用“先抽后采”瓦斯处理方法对于优化煤矿产业结构、节约煤矿企业的生产成本、提高煤矿企业的开采效率非常有效；此外，应用“先抽后采”能够使得煤矿资源的利用率有所提高，还会促进管道、电力等行业的发展；抽出的瓦斯还可以作为清洁能源加以利用，解决资源问题。
5 结束语
在我国，煤矿瓦斯事故多发、社会危害严重，其对我国煤矿产业的效益、规模都有着不可忽视的负面影响，为了解决这一问题，技术人员们研究出了“先抽后采”的措施，能够将煤矿中的危险瓦斯去除并将其利用起来，使得我国煤矿行业的效益有所提高，这对于我国的和谐生产、开采安全、资源利用等都有极为重要的意义。
参考文献
[1]李忠卫.“先抽后采”治理煤矿瓦斯效果探讨[J].内蒙古煤炭经济，2014（6）：75～76.
[2]尚 涛，才庆祥，张幼蒂，等.我国大型露天煤矿若干生产工艺问题分析[J].中国矿业大学学报，2005，34（2）：138～142.
收稿日期：2018-9-10
关键词：煤矿；瓦斯治理；先抽后采
中图分类号：TD712.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0243-02
1 引 言
在我国的煤矿开采和瓦斯治理工作中，“先抽后采、检测监控、以风定产”是基本方针，其在我国的高瓦斯、瓦斯突出矿井开采工作中具有重要的安全指导意义。淮南、贵州等地区的煤层瓦斯含量高、开采条件复杂、煤层赋存条件复杂，“先抽后采”技术是这些地区瓦斯治理的核心举措，不仅提高了矿井生产安全系数，还对抽出的瓦斯进行有效利用，创造效益。
2 对煤矿瓦斯的抽采工作进行现状分析
2.1 难度高
调查发现，大部分煤与瓦斯突出矿井的煤层赋存及顶底板条件都较差，尤其在贵州、淮南等地区。由于煤层透气性系数低、煤层松软、顶底板变形等原因，导致抽采效率低、时间长、钻孔塌孔等问题，瓦斯治理难度大。
2.2 危险系数高
对煤矿瓦斯进行抽采工作是一项危险系数极高的工作，这是由于煤矿瓦斯位于活动空间较小的井下，如果工作人员在井下作业时突发瓦斯事故，那么小空间内高浓度的煤矿瓦斯可能会导致工作人员立即窒息死亡，而且，瓦斯的易燃、易爆性非常高，只要有微小的火源存在，就足以产生瓦斯爆炸事故，而其后果可能是炸毁整个煤矿。
2.3 对技术设备要求高
进行煤矿瓦斯抽采工作，需要相应的配套技术设备，如钻孔施工设备、相应的检测检验设备、抽采系统等。对条件较差的煤层进行抽采时，需要的抽采设备及施工工艺要求更高。
3 煤矿瓦斯治理“先抽后采”的实践方法
在对瓦斯进行抽采时，需要对瓦斯抽采系统实时监控与人工检测，技术人员需要了解各处流量、瓦斯浓度、温度、压力差等参数，然后基于这些数据选择合理的抽采方法。
3.1 被保护层煤矿瓦斯的抽采方法
在对被保护层煤矿的瓦斯采用“先抽后采”方法进行治理时，效果比较好。当保护层在生产阶段中时，煤层上部的煤岩体会产生冒落带、裂隙带、弯曲下沉带，其下部会产生变形带与底鼓裂缝带，被保护层产生断裂带的煤岩体会有斜交或者垂直裂缝，大大加强了瓦斯抽采效果。对断裂带中的煤矿瓦斯进行抽放的方式较为多样，主要有：底板穿层钻孔法、高位钻孔法、倾向高位钻孔法、地面钻井法以及走向高抽巷法等，而对被保护弯曲带的瓦斯进行抽采的方法有底板穿层钻孔法、顶板穿层钻孔法以及地面钻孔法。
3.2 利用采动影响抽采煤层卸压瓦斯
此方法的原理为：当对保护层的开采结束以后，保护层表面的覆盖煤岩体会渐渐产生垮落带，因受保护层开采的影响，其附近的煤层在卸压后会产生变形，透气性会随之产生大幅度的提高，由于保护层发生了采动，会使得岩层和煤层之间产生空隙，此空隙就是卸压瓦斯的流通通道与储存地点，所以，采动卸压煤层瓦斯抽采与原始煤层的瓦斯抽采从本质上是不同的，前者包括采动影响区（卸压区）瓦斯抽采以及开采层抽采（边采边抽、边掘边抽）等方法，其中，采动影响区（卸压区）瓦斯抽采可以划分成顶板巷道抽采卸压区瓦斯以及钻孔抽采卸压区瓦斯等方法。需要注意的是，钻孔应当选在已经发生卸压而且瓦斯比较丰富的区域，这会保证钻孔的透气性好、所截获的瓦斯更多。此外，为了对地面钻孔抽采的流量、浓度以及压力进行合理控制，降低火灾危险，应当致力于研究更加可靠、稳定的钻孔布置与结构、防断裂以及防水技术等。
3.3 井下煤层瓦斯抽采方法
3.3.1 顺层钻孔瓦斯抽采方法
在综采工作面两顺槽施工顺层钻孔预抽回采区域瓦斯，钻孔与工作面顺槽煤壁垂直，平行布置，钻孔间距根据抽采半径确定，钻孔长度根据工作面宽度确定，要求到工作面中部交叉不小于15m，顺层钻孔抽放瓦斯示意图如图1。
3.3.2 穿层钻孔瓦斯抽采方法
在抽采巷施工穿层钻孔对煤体进行预抽，每组钻场扇形布置，钻场间距根据抽采半徑确定，根据需控制上部煤体的宽度确定每组钻孔的个数，示意图如图2。
4 对煤矿瓦斯治理“先抽后采”的作用进行分析
煤矿瓦斯治理“先抽后采”能够有效消除瓦斯在生产过程中的危害，一方面能够使得煤层中的瓦斯压力及含量下降、涌出量减少，杜绝瓦斯突出事故，另一方面能够为井下提供良好的工作环境。
4.1 有效提高煤矿生产效率
在进行煤矿开采时，井下的瓦斯隐患一直是不能安全、高效生产的重要原因，“先抽后采”的措施能够保障安全生产，提高煤矿开采效率。建立煤矿抽采系统，降低井下瓦斯浓度，降低瓦斯井矿的危险系数，实现安全生产，保障井下工人的生命安全、企业的生产安全等，提高国家的经济建设效益。
4.2 保护社会生态环境
在进行煤炭开采时，对瓦斯治理的忽视有可能会给周边的生态环境带来危害，还会浪费瓦斯能源，对煤矿瓦斯进行“先抽后采”能够将煤矿瓦斯资源利用起来、减少浪费与污染，对生态环境非常友好。此外，瓦斯是清洁能源，其发热量相比于汽油、煤炭都更加优秀，如果能将其好好利用，势必是一条更加好的节约资源途径。
4.3 有利于优化产业结构
应用“先抽后采”瓦斯处理方法对于优化煤矿产业结构、节约煤矿企业的生产成本、提高煤矿企业的开采效率非常有效；此外，应用“先抽后采”能够使得煤矿资源的利用率有所提高，还会促进管道、电力等行业的发展；抽出的瓦斯还可以作为清洁能源加以利用，解决资源问题。
5 结束语
在我国，煤矿瓦斯事故多发、社会危害严重，其对我国煤矿产业的效益、规模都有着不可忽视的负面影响，为了解决这一问题，技术人员们研究出了“先抽后采”的措施，能够将煤矿中的危险瓦斯去除并将其利用起来，使得我国煤矿行业的效益有所提高，这对于我国的和谐生产、开采安全、资源利用等都有极为重要的意义。
参考文献
[1]李忠卫.“先抽后采”治理煤矿瓦斯效果探讨[J].内蒙古煤炭经济，2014（6）：75～76.
[2]尚 涛，才庆祥，张幼蒂，等.我国大型露天煤矿若干生产工艺问题分析[J].中国矿业大学学报，2005，34（2）：138～142.
收稿日期：2018-9-10