摘要：瓦斯抽放是防治煤礦瓦斯災害事故的根本措施，瓦斯抽放是解決和治理瓦斯的根本所在，本文對影響礦井瓦斯抽放率的幾個因素進行逐一分析，研究了影響瓦斯抽放效果的諸多因素，並針對性對提高礦井瓦斯抽放率的主要途徑進行了較深刻分析。
關鍵詞：瓦斯抽放率封孔工藝抽放方法
0 引言
瓦斯抽放是防治煤礦瓦斯災害事故的根本措施，瓦斯抽放是解決和治理瓦斯的根本所在。瓦斯抽放效果的好壞關乎治理瓦斯的成敗。相關科技人員經過長期實踐認為礦井瓦斯抽放率主要與以下幾個因素有關：
即煤層瓦斯含量、透氣性，抽放鑽孔布置，鑽孔封孔工藝，抽放系統及工作面通風方式。在相同抽放系統下，瓦斯抽出量大小與煤層瓦斯含量及湧出量，開採地質條件，瓦斯抽放工藝方法，抽放鑽孔長度，通風系統，煤產量大小及工作面長度，工作面推進速度，井下煤層開拓及開採間隔時間等因素有關。
1 瓦斯抽放系統對礦井瓦斯抽放效果的影響
1.1 瓦斯幫浦的選型瓦斯幫浦的流量必須滿足礦井抽放期間預計最大瓦斯抽出量的要求。同時，從安裝和經濟角度考慮，並有適當餘量為原則，避免「大馬拉小車」或「小馬拉大車」的現象。
1.2 瓦斯管網的合理布置抽放管網決定著抽放阻力的大小。抽放阻力大，系統效能低；抽放阻力小，系統效能高。
管網阻力主要由管路長度、直徑和管網布置所決定。管路長度負壓端會受鑽孔施工地點的不斷增加而不斷延伸，管路負壓段，理論上沒有長度的限制，但管路的正壓端排氣管，在確保安全的情況下，應盡量縮短。實際井下抽放系統中，管網越複雜，易積水，多漏氣，管理困難，系統效能也低。
因此，在滿足生產需要的前提下，應簡化網路、及時關閉或拆除無用的管路，應合理安裝放水器，及時放水，以降低管網阻力。
1.3 抽放方法的合理選擇根據瓦斯**和作用原理，分為單一抽放和綜合抽放。選擇合理的抽放方法，主要根據礦井(採區)瓦斯**、煤層賦存情況、採掘布置、開採程式以及開採地質條件等。
目前，採用單一的抽放方法往往不能有效的抽出瓦斯，必須根據現場實際情況採用順層孔、穿層孔、交叉孔、頂板高位鑽孔、採空區上隅角埋管的綜合性抽放方法，以有效治理採掘面瓦斯，提高瓦斯抽放濃度，增加抽放純量。
1.4 抽放鑽孔的布置影響鑽孔的主要因素有：鑽孔的角度、長度、鑽孔個數、孔徑、間距等。
對本煤層預抽瓦斯，根據煤層賦存條件、開採方法及開拓布置的不同，可以布置穿層鑽孔、順層孔(上、平、下向)，採用75～100 mm鑽孔，煤層透氣性差時，可以適當加大孔徑。對卸壓層瓦斯的鑽孔，鑽孔的有效部分應處在各個卸壓層的充分卸壓帶，以保證有足夠的瓦斯補給源。
1.5 鑽孔密封工藝鑽孔施工完畢，其密封性決定著瓦斯抽放效果，封孔不嚴，漏氣漏水，瓦斯濃度降低；反之，密封嚴密，瓦斯濃度高。因此，為提高井下瓦斯抽放濃度，必須採用有效的封孔工藝。
使封孔後，一方面使鑽孔周圍的裂隙得到充填，消除開孔時形成的漏氣裂隙（即消除初期漏氣通道）；另一方面使鑽孔得到可靠的支護，保證鑽孔的穩定，使鑽孔周圍不再產生新的漏氣裂隙（即避免後期漏氣通道的產生和發展）。因此，封孔材料需達到如下要求：①封孔材料應具有滲透性：
為了消滅鑽孔周圍的成孔裂隙，即消滅初期漏氣通道，封孔材料應具有進入鑽孔周圍裂隙的特性，一般普通水泥沒有這種特性，超細水泥的使用效果要好於普通水泥。②封孔材料應具有膨脹性：封孔材料的膨脹性對封孔效果十分重要，如果材料沒有膨脹性而有收縮性，那麼就不能取得應有封孔效果。
封孔材料的膨脹可以對鑽孔形成主動支護力，不僅可以防止鑽孔的收斂變形，而且使鑽孔周圍形成高應力區，使封孔段周圍煤體的透氣性降低，減少煤體的漏氣，提高瓦斯抽放濃度。③封孔材料的強度和硬度不能過高：封孔材料在煤體裡留下乙個長度數公尺的圓柱體，回採工作面採煤機割煤時要切割這些圓柱體，如果封孔材料的強度和硬度過高，採煤機割煤時可能產生切割火花，給回採工作面帶來安全隱患。
④封孔材料必須有一定的早強性：鑽孔是個微型的全煤巷道，鑽孔在地應力作用下將發生蠕變，封孔之後，要求封孔材料在較短的時間內凝固，並有一定的強度，及時對鑽孔實現主動支護，防止鑽孔的變形。
1.6 抽放時間不同的抽放方法，鑽孔有不同的最佳和有效抽放時間，在這段實踐內，抽放的瓦斯量大、濃度高，之後逐漸衰減到無抽放價值而停抽。但在我國一些礦井中，因抽放巷道層位布置不當，受採動影響大，巷道維護困難而縮短了鑽場、鑽孔和抽放管路系統的服務時間，有的礦井掘、抽、採的關係失調，不等到應有的抽放時間就回採，使鑽孔失去了最佳抽放和有效抽放時間，導致抽放率不高。
因此，合理的抽放時間是保證礦井瓦斯抽放率的必要因素。
1.7 抽放負壓與鑽孔密度抽放系統壓力引數及鑽孔密度直接影響鑽孔瓦斯抽放效率，經有關專家研究得出規律：鑽孔瓦斯抽放率分別與抽放負壓和鑽孔密度呈線形關係，即抽放率隨負壓值、鑽孔密度的增大而增加。
但最大抽放率並不出現在最大的負壓值和最大鑽孔密度的交匯部位，三者的函式關係在空間上是乙個曲面。抽放負壓對未卸壓煤層抽放效果的影響還沒有統一的認識，有關資料也表明，提高抽放負壓可以顯著提高瓦斯抽放量，但大部分測量資料是在調壓後短時間內測量的，屬於暫態現象，不能真正的表示抽放負壓與抽放量的關係。對於採空區瓦斯抽放實踐表明，當抽放負壓在一定的範圍內增加時，可以增加抽放量，而負壓過高，不但抽放量增加不多，而且容易吸入空氣引起採空區殘留煤的自然發火，為此，在抽放採空區瓦斯時，控制一定的抽放負壓是必要的。
2 提高礦井瓦斯抽放率的途徑
針對我國礦井抽放率低的原因，採取適當的措施提高礦井的瓦斯抽放率，不僅是礦井安全生產的要求，而且也是降低抽放成本，提高抽放效益的需要。為了提高我國礦井瓦斯抽放效果，國內的科研、高校、設計、生產單位等，從不同的方面開展了很多項研究，取得了可喜的成果。
2.1 合理選擇抽放方法合理選擇抽放方法是提高抽放效果的關鍵，選擇抽放方法應深入分析煤層賦存條件、瓦斯**及湧出規律、開採布置及開採程度、瓦斯利用前景等。按照瓦斯**可以分為本煤層抽放瓦斯和臨近層抽放瓦斯；按抽放與採掘的時間配合可以分為預先抽放煤層瓦斯、邊採邊抽放瓦斯、採空區抽放瓦斯三類；按照抽放工藝可以分為鑽孔抽放瓦斯、巷道抽放瓦斯、鑽孔巷道混合抽放瓦斯、老空區密閉抽放瓦斯和地面鑽孔抽放瓦斯。
不同煤礦的現場條件，採用抽放方式也會有很大的不同。一般來說，選擇抽放方法和形式的時候，要考慮瓦斯**、煤質狀況、採掘因素、時間配合和抽放工藝等因素。其總的原則是：
①如果瓦斯存在於開採層本身，即可以採用鑽孔或巷道預抽形式直接把瓦斯從回採層中抽出。②如果瓦斯主要存在於開採煤層的頂、底板鄰近煤層內，可以採用頂底板煤巖中的巷道，打一些穿至鄰近煤層的鑽孔將臨近層瓦斯抽出。③如果在採空區或廢棄巷道內有大量的瓦斯湧出，即可以用採空區抽放形式加以消除。
④如果在煤巷掘進時就已遇到嚴重的瓦斯湧出，而且難以用通風方法克服的時候，則需要採用在掘進工作開始前的鑽孔預抽或巷道邊掘邊抽的方法加以解決。⑤如果煤層的透氣性差，利用鑽孔或巷道又不易直接抽出瓦斯，掘進時瓦斯也不大，而在回採的時候卻有大量的瓦斯湧出時，則需採用邊採邊抽，深孔爆破、大直徑密集鑽孔以及認為的可以改變煤層透氣性等方法加以解決。
2.2 選擇合理的抽放引數 ①鑽孔直徑。鑽孔直徑的大小對抽放瓦斯有一定的影響。
大直徑孔的瓦斯抽出量遠遠大於小直徑孔，而且有較長的穩定時間。因此，在保證施工進度的前提下，盡量選擇大直徑的鑽具。②鑽孔長度。
對於開採層瓦斯抽放鑽孔的長度越大，露出煤面越多，瓦斯湧出量越大，抽放效果越好；對於鄰近層瓦斯抽放，鑽孔一般要穿過所要預抽的煤層，在考慮打鑽效率和打鑽質量的前提下，利用大功率鑽機施工長度較深的鑽孔。③鑽孔角度。抽放本煤層瓦斯的時候，布置鑽孔的角度應注意以下幾個方面：
a由於深部煤層的瓦斯含量比較大，瓦斯向上流動，所以下向式鑽孔瓦斯量較大，可以加速瓦斯排放。但下向孔中易積水，對瓦斯湧出有一定的阻力，且打鑽施工比較困難。b上向式鑽孔內不會積水，瓦斯湧出量也比較均衡，但在相同條件下比下向孔略小。
c水平鑽孔處於上述兩種方式之間，可以克服上向孔和下向孔的缺點，各礦井可以根據實際情況制定相應鑽孔角度。④抽放負壓。瓦斯抽放幫浦能力、運轉特性與負壓對抽放效果有很多影響，抽放負壓越大，抽放量越大，但當負壓到一定程度後，抽放效果就不會明顯增加，有時反而會影響抽放效果，要根據具體情況確定
2.3 其它途徑 ①擴大抽放範圍：擴大抽放範圍：
一是要合理增加鑽孔數目來擴大抽放面積；二是要增加抽放煤層及抽放區域。②提高煤層透氣性：煤層透氣性是煤層對於瓦斯流動的阻力，通常用透氣性係數來表示。
透氣性係數越大，瓦斯在煤層中流動越容易，瓦斯含量就少；反之，瓦斯易於儲存，煤層瓦斯含量大。③採用綜合抽放方法：隨著煤礦機械化水平的提高，開採強度的大幅度提高，開採後鄰近層、採空區等的瓦斯湧出量也急劇增加，為了實現高產高效礦井的安全生產，要求抽放瓦斯技術有乙個新的突破，所以綜合抽放方法已經是礦井進行瓦斯抽放的乙個趨勢。
3 結語
總之，瓦斯抽放工作是乙個系統工程，它需要我們做好方方面面的工作，完善其中的每乙個環節，瓦斯抽放效果才能切實達到保證，從而解決礦井的瓦斯問題。
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