摘 要：煤炭、石油以及天然氣這三種是我國(guó)主要的一次能源，在我國(guó)主要能源體系中其中煤炭就占據(jù)了90%多。從現(xiàn)階段我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)特征總體來(lái)看，已逐漸的呈現(xiàn)出一種特征--以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)。我國(guó)的煤炭資源總量占據(jù)世界總量的第二位，約為5.6萬(wàn)億t，在這5.6萬(wàn)億t中其中已探明的儲(chǔ)量就為1億萬(wàn)t，現(xiàn)占世界煤炭總儲(chǔ)量的11%。目前我國(guó)的天然氣資源以及石油資源非常短缺，再加上人均水資源相對(duì)不足，現(xiàn)階段煤炭已是保障國(guó)家能源安全的重要資源。

關(guān)鍵詞：瓦斯抽采;瓦斯利用;抽采方法

在煤炭開(kāi)采礦井中瓦斯是一種非常常見(jiàn)的爆炸氣體之一，如果一旦礦井內(nèi)的瓦斯氣體含量達(dá)到5%-15%之間就極有可能會(huì)引起爆炸，甚至還會(huì)引起瓦斯燃燒。因此，在大部分人們的認(rèn)知中還只認(rèn)為瓦斯是一種非常危險(xiǎn)的有害氣體，但事實(shí)上瓦斯還是一種非常常見(jiàn)的氣體能源，如果我們能夠?qū)ζ溥M(jìn)行一個(gè)合理的利用與開(kāi)發(fā)，那么瓦斯也能夠同天然氣、石油以及煤炭等能源為我們、為社會(huì)、為國(guó)家?guī)?lái)很好經(jīng)濟(jì)效益[1]。本文簡(jiǎn)單的闡述了山西沁和能源集團(tuán)有限公司本部礦井的瓦斯抽采與利用情況，提出了幾點(diǎn)有效加大礦井瓦斯抽采率提高礦井瓦斯利用率的建議，僅供大家參考。

1 礦區(qū)情況

沁和能源集團(tuán)是鵬飛集團(tuán)旗下的一家區(qū)域分公司。沁和能源集團(tuán)成立于2001年，自成立以來(lái)沁和能源集團(tuán)一直堅(jiān)持以做大、做強(qiáng)煤炭產(chǎn)業(yè)為主線，走生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)以及資本經(jīng)營(yíng)相結(jié)合的道路。經(jīng)過(guò)多年的良好發(fā)展沁和能源集團(tuán)已形成了較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模以及優(yōu)越的管理體系，現(xiàn)在其地方經(jīng)濟(jì)中起著一個(gè)舉足輕重的地位。沁和能源集團(tuán)業(yè)務(wù)范圍涉及多個(gè)方面，如煤炭開(kāi)采、煤炭銷(xiāo)售、煤炭洗選以及酒店經(jīng)營(yíng)和物業(yè)管理等方面。沁和能源集團(tuán)總資產(chǎn)超1.07億元，現(xiàn)有八座煤炭生產(chǎn)礦井以及一個(gè)瓦斯發(fā)電廠、五個(gè)洗煤廠以及兩條鐵路專(zhuān)用線;這些均地處于沁水煤田腹地。

沁水煤田腹地被稱(chēng)為全國(guó)最大的煤田，是我國(guó)產(chǎn)煤最多的、大型的石炭三疊紀(jì)煤田。沁水煤田位處于山西省的中南部地區(qū)，并介于太行山、五臺(tái)山以及呂梁山和中條山之間，其面積約30萬(wàn)km2。沁水煤田腹地生成于中生代末白堊紀(jì)，其盆地基底構(gòu)造層由元古界以及太古界所組成。雖然沁水煤田產(chǎn)煤最多的是石炭三疊紀(jì)煤炭，但實(shí)際上沁水煤田的煤系屬于華北型石炭二疊紀(jì);沁水煤田的含煤段發(fā)育在晚石炭世和二疊世;其中晚石炭世的本溪組以及太原組含煤地層最多，而二疊世的山西組以及下石盒子組含煤地層最多。本溪組組厚10m-50m;太原組組厚50m-150m，含煤層為7至10層，在這7-10層中有3-5層可以采煤，可采煤層總厚度為4m-10m;山西組組厚40m-110m，山西組含煤層在3-6層，其中有2到4層可以采煤，可采煤層總厚度為2m-7m;下石盒子組組厚90m-214m。沁水煤田礦井內(nèi)部的地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，現(xiàn)屬于我國(guó)最優(yōu)越的，礦井瓦斯含量除東北地區(qū)隅陽(yáng)泉一帶較高之外，部分礦井為高瓦斯礦井以及瓦斯突出礦井;其他大部分礦井都屬于低瓦斯礦井。

2 礦井瓦斯抽采工作及煤層氣利用現(xiàn)狀

2.1 礦井瓦斯抽采工作現(xiàn)狀

由于地殼板塊的運(yùn)動(dòng)造成了我國(guó)普遍的煤炭賦存較深，從而導(dǎo)致我國(guó)煤炭的開(kāi)采多為礦井開(kāi)采。但隨著長(zhǎng)時(shí)間的煤炭開(kāi)采，不僅導(dǎo)致了絕大多數(shù)礦井內(nèi)的煤炭開(kāi)采條件日益惡化，而且還逐漸加大了煤炭礦井內(nèi)的瓦斯含量以及瓦斯壓力，再加上本身煤炭礦井內(nèi)部的地質(zhì)條件就非常復(fù)雜，因此常常會(huì)在煤炭開(kāi)采的過(guò)程中發(fā)生一些危險(xiǎn)事故，例如由瓦斯引起的瓦斯爆炸以及瓦斯燃燒和窒息事故等一些危險(xiǎn)故事，還有一些筆者就不在這一一列舉了，但是在眾多事故中屬瓦斯事故最為嚴(yán)重，一旦發(fā)生瓦斯事故不僅會(huì)對(duì)煤炭開(kāi)采工作造成巨大的影響與威脅，甚至還會(huì)造成非常嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害，除此之外還會(huì)給煤炭開(kāi)采人員帶去嚴(yán)重的人身傷害，基于此，我們可以看出煤炭礦井瓦斯抽采工作是多么的重要。自2001年成立至今，山西沁和能源集團(tuán)有限公司有著多年的采礦實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，近年來(lái)山西沁和能源集團(tuán)有限公司逐漸的形成了一套較為完善的煤炭礦井瓦斯抽采技術(shù)體系，同時(shí)還建立了多座瓦斯抽采站，并配套安裝了多臺(tái)瓦斯抽采設(shè)備，現(xiàn)階段已在礦井瓦斯抽采方面取得了較好的成績(jī)[2]。

2.2 煤層瓦斯利用現(xiàn)狀

山西沁和能源集團(tuán)有限公司的煤層氣利用工作由分公司進(jìn)行管理。在八座生產(chǎn)礦井中都會(huì)有一座礦井瓦斯抽采站，而這些礦井瓦斯抽采站都會(huì)向煤層氣管理公司輸送瓦斯，并存儲(chǔ)在各管理公司的儲(chǔ)氣罐里面;然后再由各煤層氣管理公司向廣大用戶進(jìn)行供氣?，F(xiàn)階段山西沁和能源集團(tuán)有限公司現(xiàn)有地面管路264000m，煤層氣儲(chǔ)氣罐共有12座，12座儲(chǔ)氣罐的儲(chǔ)氣能力約24.27m3，其瓦斯等級(jí)為高瓦斯，現(xiàn)采煤層為3#。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，山西沁和能源集團(tuán)有限公司2011年的瓦斯利用量為6488.6m3，利用率為78.16%。現(xiàn)階段山西沁和能源集團(tuán)有限公司煤層氣用戶約有21萬(wàn)戶，主要用戶為工業(yè)用戶。

3 提升礦井瓦斯抽采率的技術(shù)途徑

3.1 鉆孔抽采技術(shù)

鉆孔抽采技術(shù)主要有三種：第一種是預(yù)抽鉆孔瓦斯抽采;第二種是采空區(qū)瓦斯抽采;第三種是圍巖鉆孔與泄壓鉆孔瓦斯抽采。預(yù)抽鉆孔瓦斯抽采不僅能夠在一定程度上消除瓦斯給開(kāi)采工作帶來(lái)的威脅，還能夠在最大程度上提升礦井瓦斯的抽放率以及瓦斯使用率，更重要的是預(yù)抽鉆孔瓦斯抽采還能夠有效解決礦井瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)的問(wèn)題。在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，很多時(shí)候我們都會(huì)開(kāi)采出底版巖或者是頂板巖巷，一般情況下只有急傾斜煤層才會(huì)開(kāi)拓出頂板巖巷，這個(gè)時(shí)候我們就需要采取預(yù)抽鉆孔瓦斯抽采。首先要在即將要進(jìn)行預(yù)抽的頂板巖巷邊界打出一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)行施工時(shí)一定要選擇距離頂板巖巷與邊界上山內(nèi)一定距離的地方進(jìn)行施工;其次在施工時(shí)我們需要注意鉆孔的方式，必須要使用網(wǎng)格式鉆孔，最后才能進(jìn)行煤層氣預(yù)抽工作。在日常開(kāi)采過(guò)程中，特別是在一些高瓦斯礦井中，從瓦斯治理以及使用方面來(lái)講的話如果施工條件允許的話，抽采人員必須要選擇預(yù)抽鉆孔瓦斯抽采，因?yàn)轭A(yù)抽鉆孔瓦斯抽采法不僅成孔速度快，而且煤層氣抽采效果還非常好。通常在礦井中一些采空區(qū)也會(huì)有瓦斯的產(chǎn)生，并會(huì)有一定的積累;如果我們能夠選擇適當(dāng)?shù)某椴煞椒▽?duì)采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采的話，那么也會(huì)在一定程度上提升瓦斯的抽采率，而埋管抽采法常用于采空區(qū)瓦斯抽采。在采用圍巖鉆孔瓦斯抽采以及泄壓瓦斯抽采技術(shù)時(shí)一定要注意，并不是鉆孔的位置越密集就越好，在采用圍巖鉆孔瓦斯抽采以及泄壓瓦斯抽采技術(shù)時(shí)必須要根據(jù)開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境來(lái)確定[3]。

3.2 優(yōu)化封孔工藝

進(jìn)行鉆孔封孔是為了防止煤層瓦斯的泄露。對(duì)鉆孔進(jìn)行封孔也是一種提升煤層瓦斯抽采率的有效辦法。鉆孔封孔工作一共分為兩個(gè)部分：首先使用一種高分子樹(shù)脂材料對(duì)鉆孔進(jìn)行第一步的封孔工作;其次在使用水泥砂漿進(jìn)行第二步的封孔工作。但工作人員也要注意要將鉆孔封孔的長(zhǎng)度控制在12m-16m之間。這種鉆孔封孔方式不僅能夠有效提升煤層瓦斯抽采率，還能夠?qū)⑺椴傻耐咚節(jié)舛忍嵘欢ǔ潭?，至少能夠提升?0%以上[4]。

3.3 引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備

對(duì)于煤礦煤層瓦斯開(kāi)采工作來(lái)說(shuō)，技術(shù)是一方面。而設(shè)

備就是另一方面，只有引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備采用大功率或者是大直徑的煤炭瓦斯抽采設(shè)備，才能有效的、大大的提升瓦斯抽采率。除此之外，各企業(yè)也要購(gòu)進(jìn)一些低濃度瓦斯?jié)饪s設(shè)備，這樣才能夠有效減少瓦斯排放，在一定程度上提升煤炭礦井瓦斯的利用率。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，各企業(yè)在進(jìn)行煤礦瓦斯抽采工作時(shí)，一定要結(jié)合開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)選擇適合的瓦斯抽取技術(shù)以及設(shè)備，這樣才能有效提升礦井瓦斯抽采率，提升瓦斯抽采率的同時(shí)就是在提升瓦斯的利用率。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張志鵬.高瓦斯礦井工作面瓦斯綜合抽采技術(shù)分析[J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2020（6）：86-86.

[4]雷照源，郭超奇，等.深部高瓦斯礦井大采高工作面立體抽采瓦斯技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2019，47（2）：82-87.

作者簡(jiǎn)介：

賈林軍（1977- ），男，山西沁水人，本科學(xué)歷，職稱(chēng)：工程師。