瓦斯抽放是确保煤矿安全高效生产的重要条件

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1.瓦斯抽放的多重意义

对瓦斯矿井而言,煤矿生产过程中的最大安全隐患是瓦斯事故,我国1990年到2000年一次死亡3人以上重大瓦斯事故的死亡人数及占总死亡人数的比例逐年上升,最高达到45.61%,1996年以后一直保持在40%以上.因此,瓦斯事故是我国煤矿安全事故居高不下的主要矛盾,有效控制瓦斯事故是解决我国煤矿安全问题的关键.

由于瓦斯事故的危害极大,消除瓦斯事故隐患需要花费较多的时间、空间和费用,对高瓦斯突出矿井,机械化采掘设备很难发挥效用,煤巷掘进速度通常都难以超过l00m/月；回采工作面产量通常难以超过100万t/a.因此,瓦斯灾害事故的威胁也极大限制了煤矿生产规模、生产效率和经济效益的提高.瓦斯灾害的有效控制是保证煤炭工业可持续发展的一个关键性问题.

2.瓦斯抽放的模式

地面钻孔抽放瓦斯模式.我国在20世纪80年代末开展地面钻孔抽放瓦斯的勘探及试验工作,主要试验垂直钻孔进入煤层或采空区抽放未采动煤层或采空区瓦斯.地面钻孔抽放采空区瓦斯在淮北、铁法等矿区都取得成功.地面钻孔抽放采空区瓦斯的技术是成功的,只要有充足气源,并合理设计孔间距和平面位置,能够取得好的抽放效果.

顺煤层钻孔预抽煤层瓦斯模式.顺煤层钻孔预抽煤层瓦斯是一种主流发展技术,它能确保采掘工作在低瓦斯含量条件下进行,给采掘工作创造安全环境,抽瓦斯成本也相对较低.但由于我国煤层透气性较低,煤层可钻性较差,加上较长的预抽时间,使采掘接替紧张,因此,往往难以使一些企业接受.但在单一煤层开采条件下,要取得安全高效的生产效果,采用顺煤层钻孔预抽煤层瓦斯是最佳的选择.钻孔预抽煤层瓦斯方式,适用于厚度2m以上、赋存稳定、构造简单、煤层坚固性系数大于0.8的煤层.这种方式不需要预先准备巷道工程,利用在煤层中的开拓巷道就可以施工水平钻孔,而且能够保证足够的预抽时间,有可能的话,尽量使煤层瓦斯含量降低到6m/t以下,为采掘工程创造安全环境.施工钻机尽量采用长钻孔钻机.对近水平煤层,如果钻孔深度只能达到200-500m,可以调整为倾斜长壁开采方式.

利用采动卸压抽放煤层瓦斯.顺煤层钻孔预抽瓦斯技术的缺点是透气性低、煤层软,使得单位工程预抽量小、预抽时间长、预抽工程量大、钻孔施工困难等.因此,在有条件的情况下,寻求利用采动卸压抽放瓦斯的技术是合理的.但这种方法的缺点是不能预先对煤层瓦斯进行处理,也就是说不能在采掘生产系统形成前为采掘生产提供安全环境,只能在采掘生产过程中抽放瓦斯,因此,安全可靠性要低,对抽放瓦斯的管理要求更严,而且还要求具备一定的条件,否则难以有效控制瓦斯.

采空区瓦斯抽放.采空区瓦斯抽放的主要目的是为了解决采煤工作面瓦斯超限的问题,尤其对高产集约化生产的工作面,即使通过煤层瓦斯预抽或采动卸压抽放,或者即使煤层瓦斯含量不高,但由于工作面产量高,工作面瓦斯仍然难以利用通风方法解决,这时采用采空区瓦斯抽放是必要的.采空区瓦斯抽放的另一些目的是减少采空区向生产采掘空间泄露瓦斯,减轻矿井通风的压力,譬如,老采空区的瓦斯抽放,采空区瓦斯抽放的方法很多,地面钻孔抽放采空区瓦斯、顶板低位巷道抽放采空区瓦斯,项板岩石水平钻孔抽放采空区瓦斯等都是非常有效的采空区抽放瓦斯方法.另外还有采空区埋管抽放瓦斯、老采空区封闭抽放瓦斯等方法也得到广泛应用.采空区高冒带钻孔抽放瓦斯方法.这种方法的关键是钻孔的角度,要求钻孔进入采空区裂隙带内,终孔位置不能太高,也不能太低,钻孔还不能被冒落岩石所切断,否则抽放瓦斯浓度偏低或抽出瓦斯量小.只要选择合理的钻孔参数,这种方法能抽出较高浓度的采空区瓦斯,完全可以代替尾巷,并能有效解决上隅角瓦斯超限问题.

3.促进瓦斯抽放的主要措施

把瓦斯抽放当作煤层气开发产业进行运作：瓦斯抽放能够产生经济效益、安全效益、环境效益的产业.因此,不能继续停留在只为安全生产进行瓦斯抽放的观念上,而应该把它当作产业进行运作,观念的改变是最为迫切的.

根据矿井特点研究瓦斯抽放和评价技术,强化瓦斯抽放管理：由于各矿井煤岩层的赋存特点、瓦斯赋存的规律、生产采掘工艺的方式等可能存在许多不同之处,根据矿井自身特点研究瓦斯抽放的合理组合方式、工艺参数、抽放效果评价技术等是非常必要的.这些研究成果能够为矿井瓦斯抽放的科学管理、生产计划的科学编制以及计划的严格实施提供必要的科学依据,也是确保安全生产、提高工作效率和生产效益的有效手段.

政府应强化监督,通过法律和经济手段引导企业强化瓦斯抽放.瓦斯抽放是煤矿治理瓦斯灾害、控制重大瓦斯事故的主要措施,抽放的瓦斯予以利用也是控制瓦斯污染大气环境的有效手段,政府完全可以介入对瓦斯抽放的监督和引导.而要做到有效地监督,也必须对瓦斯抽放进行科学的评估.为了确保安全生产、减少大气污染,对煤矿生产过程中的瓦斯抽放和利用指标建立一套科学的评价体系,达不到评价要求的,政府采取相应的处罚措施.一旦建立这种评价监督机制,我国的瓦斯抽放和利用会有一个质的飞跃,重大瓦斯事故也会呈现显著的下降趋势.

监督和引导的手段应该是法律和经济手段.从法律上应增加相应条款,甚至把瓦斯抽放指标作为瓦斯矿井安全生产的一个主要基本条件.利用政府的监察力量以及授权的评价中介机构科学评价并监督瓦斯抽放的执行情况.

对瓦斯抽放作为煤层气开发利用产业,国家已出台许多优惠政策,企业应充分利用这些政策,发展煤层气开发利用产业.

此外,国家还应重点支持煤矿瓦斯抽放与利用技术的研究开发,支持建立示范工程,以点带面,推动煤矿瓦斯抽放不断上台阶,促进煤层气开发利用产业迅速兴起,为我国有效控制重大瓦斯灾害事故提供技术支撑.

4.结束语

煤矿瓦斯抽放、煤层气开发利用是件利国利民、利企业的大事.它预示着新兴洁净能源产业的崛起、预示着中国憧憬有效控制煤矿瓦斯灾害事故的实现、预示着一片洁净的蓝天和舒适的气候、预示着企业的兴旺、人民的安康.在政府的支持下,煤矿企业积极地投入到这场战斗中来,转变我们的观念、规范企业的管理、攻克一个个科技难关,我们的预期目标是完全能够实现的.