煤矿瓦斯立体式综合治理技术研究

来源 :科学时代·下半月 | 被引量 : 0次 | 上传用户:charleshuangjing
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  【摘 要】中国有着较为复杂的煤层赋存条件,高瓦斯与煤和瓦斯突出矿井占到三分之一比例,做好煤矿瓦斯事故防治是进行安全生产的必要一部分。本文首先阐述了开采过程中大量瓦斯涌向工作面的原因,然后介绍地面抽采钻井增透技术,从而各个方位构建井下立体瓦斯抽采模式。最后,呼吁关注技术研究的同时,提高职工安全意识,保证安全生产的进行。
  【关键词】瓦斯立体式综合治理;地面钻井抽采;安全防治
  前言
  我国矿产开采区域广度和深度不断在扩大,矿井安全生产过程虽然一度加以正规化,采掘过程仍然摆脱不了危害发生的可能,瓦斯灾害是矿井安全生产中的危害之一,且随着采掘活动区域深度的增加层正比例增长,因而,各矿区重点研究瓦斯综合治理技术。煤矿作为高危行业之一,生产领域中的头等大事和永恒主题始终是安全生产。需要指出的是,瓦斯治理工作是煤矿安全生产中的重点工作。瓦斯灾害具有较大的危害性,是破坏煤矿安全生产的最大敌人。因而,煤矿瓦斯综合治理工作肩负着巨大的责任感和使命感。我们抓安全管理的思想、观念和方法就必须做到与时具进,从而实现根本性的转变。必须把瓦斯治理工作作为安全管理的主线,始终贯穿到井下生产的全过程之中。
  1.抽采方法多样化
  在矿井开采实践过程中,我们不断总结经验和方法,目前,多种科学有效的瓦斯抽采方法已经得到广泛运用。例如,地面钻井抽采方法、近距离煤层群保护层卸压开采模式、井下大面积区域预抽和上邻近层裂缝带倾斜钻孔抽采等多种瓦斯抽采方法,多种方法的挖掘和运用推进瓦斯抽采技术的不断发展和跃进。与此同时,考虑到矿井煤层具有较低的透气性,技术人员往往只能根据邻近层裂隙抽采的特点首先总结出矿压显现规律,然后尝试摸索出各异煤层顶板初次来压,以及周期来压的步距和时间,底板卸压范围和时间等,从而指导打钻抽采瓦斯的设计步骤和施工情况,最终以科学化的管理手段实现科学采掘。
  1.1 地面钻井抽采
  采掘矿井未经开采区域范围的时候,每隔三百米施工一处地面钻井,施工深度达煤底板下三十米,完成钻井施工之后,下直径七十毫米生产套管并且实施下裂,进行抽采工作时,选择使用地面油梁式样抽油机和井下整筒泵组合。使用集中处理方法处理经抽采而出的煤层气,把处理后符合气质量要求的煤层气输送至单个用户或者是用户单位。截止目前为止,通过此种方法施工地面钻井多口,日均抽采量较大。
  1.2 近距离煤层群保护层卸压开采模式
  高瓦斯矿井的近距离煤层群使用开采保护层卸压抽采,瓦斯涌出量小和瓦斯治理难度交易的煤层是首先被选择作为开采的对象,在使得临近层瓦斯得到卸压之后,更加方便开采工作的进行。与此同时,如果是保护层瓦斯抽采,可以使用平行或者交叉钻孔、底板穿层钻孔、瓦斯专用巷道和采空区埋管抽采等多种方式来处理煤层瓦斯的问题。
  1.3 井下大面积区域预抽
  使用千米定向钻井机对煤层瓦斯进行较大面积范围的长周期预抽,预抽面积五万平方米,抽采量达到三立方米每分钟,抽采浓度较为稳定,可以保持在百分之七十左右。
  1.4 上临近层裂隙带倾斜钻孔抽采
  高低位裂隙带钻孔使用垂直工作面走向或者斜向工作面走向朝着工作面切眼的方向进行布置工作,钻孔倾角根据冒落脚和煤层倾角加以确定,在确定采高后,将垂高控制在采高的数十倍,伸人工作面距离一般是切眼长度的四分之一到三分之一之间,孔距离保持在五米和十米之间,孔径达到一百米以上,在回采的时候,工作面推过钻孔二十米到二十五米的时候可进入抽采状态,抽采活跃期是工作面推过钻孔三十米到一百一十米,之后进入到抽采衰减时期,而单孔抽采量可以达到一立方米没分钟。
  2.构建井上下立体式瓦斯抽采模式
  矿井、采区和工作面设计要满足瓦斯治理的需要,优先开采保护层和实施区域预抽。优化巷道布置,简化生产系统,明确开采顺序,合理确定工作面参数,合理集中生产,实现安全高效。矿井要加强生产准备,保持水平、采区和采掘工作面的正常接替;严禁剃头开采。采煤工作面必须保持至少2个安全出口,形成全风压通风系统。在矿要严格按规定淘汰落后和非正规采煤方法、工艺。产采掘实践中,在工作面施工地面钻孔对煤层某处开采层进行压裂的试验,与此同时,在轨道巷压裂井前后大约二百米范围内施工顺层钻孔进行抽采工作,经过对压裂井范围内抽采钻孔和不在压裂范围之内的抽采钻孔抽采的多种效果做对比和分析工作,从而得出压裂井对井下压裂影响范围和压裂钻孔增加煤层透气性的发展前景。施工工作面切眼以煤层抽采钻孔从轨道巷开孔施工,考虑钻孔参数为以下:孔深为二百米,之间距离为三米左右,方位角可达到九十度,倾角为零度到两度,孔径为一百米左右。以科学合理的方法布置煤层抽采钻孔和地面抽采钻井。
  3.推进技术研究工作 强化职工瓦斯意识
  政府通过深入开展煤矿瓦斯综合治理工作体系建设,进一步强化瓦斯综合治理措施落实,切实做到“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”,建立健全瓦斯防治长效机制,有效防范和坚决遏制重特大瓦斯事故,为实现全国煤矿安全生产状况的持续稳定好转打下坚实基础。而相关技术部门也需要进一步推进相关技术研究工作,从而为工程实践做好充分的技术准备。在加强技术挑战和贯彻科学应用的同时,不可忽略的是,作为生产的主题,人在生成过程的主导作用,因而,在关注技术研究之外,还需要强化职工的瓦斯意识,引导职工对于生产的关注和对于生产过程之中可能出现的危害的关注。
  我国大部分矿产采掘工作在实现群防群治以前,多为低瓦斯矿井,职工对瓦斯意识较为淡薄,对于安全生产的意识也不足够。因而,需要首先通过各种形式培训职工认识到瓦斯的潜在危害,了解和掌握煤与瓦斯突出的基本知识,逐渐培养起职工“瓦斯为天”、“瓦斯不治,矿无宁日”的强烈意识,在职工的思想中敲响安全的警钟,从而在工作上自觉地遵守瓦斯管理中的各种各样的举措和方法。再者,认真执行《煤矿安全规程》和上级领导下发的有关瓦斯的规定,树立起“突出重点、以点带面、综合治理、从严治理”的瓦斯生产观念,来带动并推进其它安全工作的开展和顺利进行。
  4.结束语
  多次工程实践已经表明。只有采用科学合理的瓦斯治理技术,才能安全地进行煤矿控制瓦斯事故,做到安全生产,因而科学的瓦斯治理技术是煤矿控制瓦斯事故的核心,而瓦斯治理工程是煤矿安全生产管理工作的治本环节,只有实施瓦斯治理和利用技术,才能实现煤矿采掘工作的安全生产。
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