淮南矿业集团煤业分公司顾桥煤矿，安徽淮南232001
摘要：煤矿生产中瓦斯灾害一直是威胁矿井安全生产的主要灾害之一，国内外科研院校和煤矿科技工作者在瓦斯治理工作方面做了大量的研究工作。目前，煤矿瓦斯抽采仍然被认为是预防瓦斯灾害最为有效的方法之一。基于此，以下对煤矿瓦斯抽采技术应用进行了分析，以供参考。
关键词：抽采技术;煤矿瓦斯;应用
中国分类号：TD712文献标识码：A
引言
中国煤矿开采过程受诸多因素影响，致使中国煤矿的开采效率及煤炭资源的利用率不高。中国煤矿开采常采用井工开采方式，随着中国煤炭生产规模不断扩大，现阶段，中国煤矿开采率也逐渐上升。但由于煤炭开采安全隐患较大，且瓦斯事故频发，致使中国煤矿开采安全难以保障，进而影响到中国煤炭资源的合理利用。
1瓦斯抽采技术面临的难题
1）顺煤层抽瓦斯钻孔施工深度难以满足高效区域抽采的要求。顺煤层抽瓦斯钻孔施工深度难以满足高效区域抽采的要求，使得大量采用抽瓦斯专用岩巷，工程成本高、施工时间长、产生大量废渣。2）缺乏长钻孔轨迹测定技术井下钻孔施工存在风险。缺乏长钻孔轨迹测定技术，使得抽瓦斯难均匀、易留事故隐患；井下钻孔施工存在风险，远程（或地面）操控成为趋势和难点。3）井下抽采的瓦斯浓度低及煤层透气性低。井下抽采的瓦斯浓度低，不利于安全抽采与输运，也给资源利用带来困难；煤层透气性低，抽瓦斯效果较差，提高透气性和抽采效果是难题；用地面井抽采采动影响区瓦斯效果好，但易受采动破坏，提高其高效服务寿命是难题。
2井下瓦斯抽采钻孔施工技术及装备
2.1底板巷道预抽技术
依据相邻矿井相关经验，结合新桥矿具备底板穿层预抽的巷道布置特点，矿井具备利用底板抽放巷道穿层预抽煤层瓦斯的条件。具体如下:在煤层底板布置底板抽采巷，底板抽放巷内每隔30m施工1个瓦斯抽放钻场，设计规格满足打钻需求。在钻场内布置穿岩层打入煤层的抽放钻孔，抽放钻孔在预抽区域内均匀布置，对顺槽条带煤层区域预抽，钻孔控制到轮廓线外至少15m。在底板抽放巷钻场之间沿倾斜方向扇形布置至少1组抽放钻孔，对工作面瓦斯进行区域预抽。待检测抽放达标后施工掘进顺槽。
2.2远控自动化钻孔技术
减人是高安全、高效益生产的方向。利用传感和视频技术，将相关参数与现场视频通过安全监控的以太网传输到远控操作地点，操作人员在操作地点发出控制信号触发电动阀门控制液压油路的导通与关断、控制电机和泵组的启停。实现了自动装卸钻杆，自动调整钻机开孔位置、倾角、方位，自动移动钻机、固定钻机等。对固定程序设计一键远控的智能化操作。钻机采用履带车整体结构，远控点也可设置在地面。通过超声测距仪和云台摄像仪，实现远控钻机移机；通过压力、角度传感器等，实现锚固和倾角调节；采用抓取式自动装卸钻杆、输送钻杆和调整钻杆倾角（0°～90°）；钻杆箱通过滑轨实现换列；储存钻杆数量可根据需要调整；采用姿态仪确定开孔位置。
2.3钻孔施工质量
瓦斯钻孔施工质量是瓦斯抽放中的关键，钻孔质量的好坏直接影响着瓦斯的抽放效果，因此在进行钻孔施工中，一定要柔性施工，保证压钻力度小，且钻头的钻进速度和钻头转速适中。若是因为发生特殊情况导致钻孔偏离原设计轨道且偏离的误差超出允许值，则应该立即停止施工，记录钻孔参数，对钻进角度重新分析计算并调整。在钻孔施工中，必须严格控制钻孔角度，严格按照设计规范对钻孔角度进行调整，防止钻进顶底板，因此在钻孔施工中，一定要确保钻杆、钻头、设计钻孔孔位保证在一条水平线上，并在钻孔深度达到要求后拔出钻杆，进行封孔、注浆，然后依次安装配套胶管、法兰盘和控制阀门等，保证不钻孔质量且不漏气。在钻口施工结束后，必须对钻孔封孔质量进行验证，封孔严密不漏气后，立即接入抽采系统中进行抽放。
2.4通过网格式穿层钻孔对本煤层中的瓦斯进行抽采
这项技术主要是在突出煤层开出顺层孔，以此解决喷孔及塌孔。此外，还能在透气性较低的煤层中实现瓦斯抽采。然而，采用这项技术时，为达到预期效果，需在底板开出岩巷，所以其成本高于其它技术。该技术主要优点为有很高的成孔率，适应多数煤层实际情况，对煤层群的瓦斯进行抽采时较为经济，且当按照钻孔的编号施工时，既可实现单孔抽采，也可进行按系列抽采，钻孔利用率很高。但也存在必须进行采巷布置的缺点，在钻孔施工中，进尺较大，工期往往较长，在单一煤层中使用经济性差。
2.5上隅角瓦斯抽采
上隅角瓦斯的抽采作业是有效防治瓦斯集聚现象的主要措施，在生产中必须严格执行。1501综放面低负压抽采管直径为355mm，在距离回采面开切眼100m～150m的区域内增加三通阀门，在将通道分为两趟管路后分别增设控制阀门和流量计，并连接直径200mm的钢丝软管至上隅角进行瓦斯抽采。抽采时，软管应插入上隅角煤袋墙内，借助增设的阀门调控抽采负压，并借助流量计实时监测瓦斯抽采情况，从而确保抽采效果。
3抽采瓦斯有关技术分析
3.1水泥浆带压封孔技术
水泥浆带压封孔实施步骤带压注浆封孔即可解决封堵钻孔附近煤岩体裂隙的问题，同时又可以解决孔壁存在空隙漏气问题，具体实施步骤如下：（1）根据煤岩层的完整性情况确定封孔长度，煤岩层硬时，本煤层钻孔封孔长度为10—15m，穿层钻孔封孔长度为6—10米；煤岩层松软时，本煤层钻孔全程下套管，封孔长度为15—20m，穿层钻孔全程下套管，封孔深度到煤层底板。（2）钻孔采用Ф94mm钻头施工，封孔前利用压风或高压水冲净孔内钻屑；（3）挑选无裂缝封孔管，并在封孔管筛孔往下0.8m和孔口以里1.2m位置捆绑袋装马丽散，将封孔管放入孔内，同时预埋Φ22mm注浆管和排气管；水泥浆凝固后进行连管抽采。
3.2煤矿瓦斯“先抽后采”技术及施工工艺
在瓦斯抽放技术应用中，本煤层预抽在20世纪中叶就已经得到广泛的应用，高透性的煤层结构，使得预抽的煤层系统得到了高体积的瓦斯分数，其中数值上达到了80%~90%。以此，提供了稳定性的可靠资源，确保了整体矿区煤层结构向深部发展的稳定性及安全性应用。
3.3安全技术要求
水泥浆带压封孔技术实施质量与钻孔施工质量、注浆压力、注浆量等因数有关，要确保封孔质量及施工期间的安全，提出以下要求：（1）煤岩层松软易塌孔的施钻地点开钻前，先施工注浆孔并往煤岩体内注浆，保证在钻孔封孔段一定范围内形成人造外壳，确保施钻期间不塌孔，并填充封孔段煤岩内裂隙；（2）煤巷钻孔布置间距大于0.8m，岩巷钻孔间距大于0.5m，方位符合设计要求，保证钻孔之间互不串通漏气，且能够承受注浆压力；（3）钻孔采用Φ94mm以上的钻头施工，封孔前采用压风或清水清洗干净孔内钻屑。袋装马丽散安设位置正确，捆绑牢固，根据马丽散的膨胀和受压情况确定封堵段马丽散用量，并在封孔管上马丽散两端缠上略比钻孔直径小的破布或棉纱，控制马丽散向封孔段前后方向膨胀。
结束语
瓦斯抽采技术是一项专业性较强的技术，抽采技术关系到能否实现安全开采，因此做为一名煤矿技术管理人员，必须要加强瓦斯抽采技术研究并应用，避免瓦斯事故的发生，更好的为煤矿安全生产服务。
参考文献
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