煤与瓦斯共采技术探讨.pdfVIP

工程技术 煤与瓦斯共采技术探讨 李 超 (安徽淮北圣火矿业有限公司，安徽 淮北 235100) 摘 要：近年来，随着煤矿开采规模和开采深度的变化，矿井瓦斯已经严重制约着矿井的安全生产。随着矿井地质条件不断 变化，应该清醒的认识到，煤矿瓦斯的治理刻不容缓，没有解决好该类问题，难以实现安全开采，煤矿瓦斯事故将会更多。 本文综述了煤与瓦斯共采技术的研究，为科研工作提供一些依据。 关键词：煤；瓦斯；共采技术 D0I：10．3969／j．issn．1671—6396．201307．027 1 绪论 这对于裂隙场卸压抽放瓦斯具有重要的指导作用。但是对于 我国的煤炭资源丰富，总量高达 5．57万亿 t，埋深在 裂隙场内岩体的破裂情况及破裂分布尚没有相对成熟的研 1000m以下的为2．95万亿t，占煤炭资源总量的53．4％；我 究成果，对于瓦斯气体在裂隙场内的解吸、扩散、渗流等规 国煤矿地质条件极其复杂，95％为井工开采，70％以上国有 律以及裂隙场内的透气性等还有待进一步研究。 煤矿是高瓦斯矿井。近 10年来，我国煤炭产量年增幅2亿t 3．1．2瓦斯浓度分布规律研究 以上，2010年全国煤炭产量 32．5亿 t，贡献巨大，难度巨大。 进行煤与瓦斯抽放时的一个重要问题就是要掌握高浓 随着开采规模和开采深度的变化，我国大部分煤矿将成为低 度瓦斯的分布规律，为抽放工程设计提供理论指导。目前需 透气性高瓦斯开采条件，在这种情况下，瓦斯治理将是世界 要深入研究的有卸压带、采空区、上覆岩层裂隙场内等不同 性的难题，长期以来并没有得到解决，从而造成煤矿瓦斯事 瓦斯浓度的分布规律，以及它们随着工作面推进以及风量变 故多发，安全高效开采难 以实现。 化等的动态变化规律。 2 煤与瓦斯共采技术的理论基础 3．1_3瓦斯抽放时的流动规律 长期研究及工程实践发现，我国煤矿瓦斯地质赋存条件 主要研究采空区和裂隙场 内进行不同压力抽放时瓦斯 复杂，靠引进煤层气开采技术不能解决大部分矿区瓦斯治理 流动规律、瓦斯气体与裂隙岩体的耦合相互作用规律，研究 难题，遏制不了瓦斯事故的发生。所 以更应该去深入地研究 原始煤体、卸压带与裂隙带内瓦斯抽放过程中固体煤岩物理 煤与瓦斯共采技术的理论基础。目前，煤层的渗透率较低， 力学性质的变化，尤其是抽放过程中透气性变化规律等，这 可塑性较高，在煤层边打钻孔十分困难，而采掘前预抽瓦斯 些工作需要大量的室内试验和研制专用的试验设备及大量 的效果又不是很理想也就限制了井下瓦斯的抽放。正是由于 的现场观测与试验研究。 现在 目前的开采深度加大，使得我国大部分煤矿成为了低透 3．2增加和稳定抽放的瓦斯浓度 气性高瓦斯矿井。基于此点，也就导致了从地面开发应用煤 在原始煤体中进行预抽放的瓦斯体积分数可 以达 到 层气的难度。因此，开发煤层气生产的重点就理应放在井下， 30％以上，但是由于原始煤岩的透气性低，抽放难度较大， 加强研究井下瓦斯的预抽放技术，同时，应更进一步地研究 且一般只能抽出煤层瓦斯的20％~30％，煤体中还残留大量 并完善解决对于煤层低渗透率以及在煤层打钻孔 出现的问 瓦斯。在高位裂隙带内抽放的瓦斯体积分数可以达到20％以 题，并且深入研究煤与瓦斯共采的相应配套设施及技术，使 上，这两部分抽出的瓦斯浓度相对较高，具有利用的前景和 煤与瓦斯在产业上实配套生产开采，最终实现其安全共采。 可行性，而且 目前大部分也进行了利用。 3 煤与瓦斯共采需要解决的关键问题 在煤层卸压带内和采空区抽出的瓦斯体积分数一般均 3．1深入的理论研究 低于 20％，大部分为 13％～15％，这主要是由于卸压带内煤 利用采动卸压场与裂隙场增加煤层瓦斯的解吸速度与 岩破裂、空气渗入，采空区顶板垮落，大量空气混入等原因， 煤岩的透气性，实现矿井煤与瓦斯双能源开采的思想提出来