试论低透高瓦斯煤层群安全开采关键技术.doc

试论低透高瓦斯煤层群安全开采关键技术 摘要瓦斯是一种爆炸性气体，对井下员工的生命安全有很大的危害性。而高瓦斯突出矿井经常会发生瓦斯爆炸事故，会给煤矿企业带来巨大的经济损失和人员伤亡。因此需要采取有效措施确保高瓦斯煤层群的安全生产，本文主要以低透层高瓦斯群为研究对象，对一些常见的安全开采关键技术进行探讨。 关键词高瓦斯煤层全；安全开采；技术 Abstract the gas is a kind of explosive gas, in the life of the employees of the safety great harm. And gas outburst mines often happen gas explosion, will give coal mine enterprise to bring the huge economic loss and casualties. So the need to take effective measures to ensure the safety of coal seam gas of production, this paper mainly through stories of low gas as the research object, to some common safety mining key technology are discussed. Keywords all the coal seam gas; Safety mining; technology 中图分类号P624.8文献标识码A 文章编号 一、低透高瓦斯煤层群的概况 随着煤矿的开采量不断提高以及煤矿开采深度的不断增加，地质条件的复杂性使得煤矿生产的安全性要求也越来越高，所以如何有效解决低透高瓦斯煤层群安全开采过程中的瓦斯灾害，为矿井生产提供有力的安全保障，成为了人们关注的焦点问题。但是瓦斯作为一种经济、环保的高效能源，可以给生产生活带来许多便利，因此对于瓦斯的处理问题不单单是依靠抽放的方式避免瓦斯灾害给矿井生产带来的威胁，更重要的是在改善矿井生产的同时合理的开发利用这种燃料资源。现阶段煤矿与瓦斯共同开采技术是对传统瓦斯治理技术的一种革新，从低透高瓦斯煤层群中抽采利用瓦斯已经进入了矿井生产的正常工艺流程。从而有效的提升矿井生产的经济效益和社会效益。 二、低透高瓦斯煤层群开采的关键技术 在对低透高瓦斯煤层群进行开采的过程中，需要采取有效的措施来预防瓦斯爆炸事故的发生。以下就对低透高瓦斯煤层群开采的关键技术进行具体分析 一瓦斯的合理利用 由于矿井中的瓦斯是客观存在的，尤其是在低透高瓦斯煤层群当中瓦斯灾害更加需要引起重视，所以要防止瓦斯爆炸事故的发生，主要目的就是通过抽放来减小煤体中赋存的瓦斯含量，即切断瓦斯涌出的源头或者减少瓦斯来源。而且对于低透高瓦斯煤层来说，瓦斯抽放的效果显得尤为重要，为了能够增加瓦斯的回收利用率，需要将传统抽放的方式改为全面卸压开采抽采瓦斯的方法。卸压开采抽采瓦斯的技术要点如下 （1）低透高瓦斯煤层群保护层开采卸压抽采瓦斯 在低透高瓦斯煤层群当中，保护层的开采和瓦斯抽采是解决危险煤层与瓦斯突出和实现安全生产的有效措施。由于保护层透气性较低，直接对原始煤层进行瓦斯抽采不仅需要布置密集的钻孔、而且抽放时间长，效果不佳。此外，传统的低透高瓦斯煤层群开采技术主要是以自然排放的方式消除瓦斯灾害，这种方法显然不利于瓦斯的有效利用。通过对保护层的实际情况进行分析可以发现，煤层开采的过程中破坏了岩体周围的结构，此时支承压力、支承边界条件、顶板悬露面积都在发生变化，沿着煤层开采的方向由于受到支承压力的影响，顶、底板岩层需要经过压缩、膨胀等过程，从而产生顶板冒落以及下沉现象，并且伴随着大量裂缝的产生，此时瓦斯可以迅速流动并汇集到岩体裂隙区域内，因此可以通过卸压抽采的方式，把瓦斯抽采钻孔布置在裂隙区内，由于瓦斯具有浮动性和渗流性，大量的瓦斯会沿岩体裂隙通道汇集在一起，从而在岩体环形裂隙圈内形成瓦斯积存库。吧抽采钻孔布置在裂隙区内可以降低保护层工作面回采过程中的瓦斯涌出，实现保护层工作面的安全回采，又可以降低保护层的瓦斯压力和含量，变高瓦斯突出危险煤层为低瓦斯无突出危险煤层，实现了煤矿与瓦斯资源的高效利用。保护层开采结构示意图如下所示 图1 进风巷和回风巷示意图 （2）低透高瓦斯煤层群保护层开采卸压范围 保护层开采卸压范围是影响矿井安全生产的重要因素，距离保护层的距离越近，膨胀变形的程度越大，此时可以进行充分卸压并且能够获得理想的保护效果。通过岩体力学的主要参数以及煤矿开采的数据资料模拟开采空间顶板冒落以及裂隙发育的特征，根据岩层移动理论以及数据分析的方式确定出裂隙区域的具体方位。通常可以按照沿走向顶、底板应力分布的规律以及沿倾向顶、底板岩体应力分布的规律。其中沿走向顶、底板应力分布的规律是指低透高瓦斯煤层群上保护层开采时需要沿着煤层走向的卸压范围向深度方向收敛，而下保护层的开采则需要沿着煤层走向的卸压范围向高度方向发散，并且确保岩体应力状态呈左右对称的形态；沿倾向顶、底板岩体应力分布的规律主要是指在开采低透高瓦斯煤层群上保护层以及下保护层时，倾向卸压方向的应力分布呈不对称状态。开采上保护层是沿煤层倾向的卸压范围向深度方向收敛，且下山侧的倾向卸压角大于上山侧的倾向卸压角；开采下保护层是需要沿着煤层倾向的卸压范围向高度方向发散，且下山侧的倾向卸压角小于上山侧的倾向卸压角。 （二）严格执行低透高瓦斯煤层群的瓦斯监控以及管理 保持低透高瓦斯煤层群矿井巷道良好的通风效果，也可以有效地避免瓦斯爆炸的发生。加强通风的有效措施包括合理的选择通风系统，并对低透高瓦斯煤层群巷道内的通风情况进行科学规划，确保每一个工作区域都有足够风量，最大限度的降低瓦斯浓度。虽然低透高瓦斯煤层群瓦斯的抽采以及通风设施都已经准备到位，但由于管理者疏于管理对瓦斯监控制度执行不严，也容易导致瓦斯事故的产生。这就要求管理者必须严格落实煤矿企业安全生产的主体责任，完善瓦斯监测监控系统，加大对现场的安全监管力度，进一步健全“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合防治工作体系。 三、结束语 综上所述，低透高瓦斯煤层群由于受到环境因素的影响，给煤矿开采工作带来了很大的技术难度，再加上瓦斯含量较高容易产生瓦斯灾害，这些都严重制约了矿井生产的良性发展，因此有必要采取针对性的措施提高低透高瓦斯煤层群开采的安全性以及高效性。本文针对低透高瓦斯煤层群的地质特点，重点分析了卸压开采技术，该方法能够增加煤层的透气性，并且通过卸压可以是瓦斯大量聚集在岩体的裂隙区，这样一来就可以进行集中抽采以提高治理瓦斯效果以及煤矿开采的安全性。 参考文献 [1] 吴世跃;煤层气与煤层耦合运动理论及其应用的研究[D];东北大学;2006年. [2] 黄旭超;林青;程丽;陈宴勤;;关于远距离上保护层开采卸压保护角的确定[J];煤炭工程;2010年04期. [3] 惠功领;煤矿深部近距低采高上保护层开采瓦斯灾害协同控制技术[D];中国矿业大学;2011年. [4] 李庆军;近距离煤层群开采煤层自燃预测研究[D];西安科技大学;2010年. [5] 惠功领;煤矿深部近距低采高上保护层开采瓦斯灾害协同控制技术[D];中国矿业大学;2011年. 注文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。