灑科武

【摘 要】從系統(tǒng)論的角度出發(fā)，分別從人員因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素、管理因素方面分析對(duì)煤礦瓦斯壓力測(cè)定的影響，并提出相應(yīng)的解決辦法。

【關(guān)鍵詞】瓦斯壓力測(cè)定；系統(tǒng)論；影響因素

1 瓦斯壓力測(cè)定系統(tǒng)

煤層瓦斯壓力測(cè)定是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。據(jù)統(tǒng)計(jì)，精確測(cè)壓成功率能達(dá)到80%就算是比較高了，個(gè)別鉆孔測(cè)壓的報(bào)廢率甚至達(dá)到了20%；如果不能準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力不僅浪費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，甚至?xí)驗(yàn)檎`報(bào)瓦斯壓力而直接引起突出事故的發(fā)生，導(dǎo)致人員傷亡和生產(chǎn)中斷。

從系統(tǒng)論的角度出發(fā)，瓦斯壓力測(cè)定是由人、設(shè)備、環(huán)境、管理共同形成的一個(gè)特殊的“人-機(jī)-環(huán)境-管理”系統(tǒng)。能否準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力必然要受到系統(tǒng)中各種因素以及它們之間的相互關(guān)系的影響。系統(tǒng)中的人不僅包括讀表人員還包括打鉆人員、封孔人員以及煤礦工作人員。設(shè)備包括測(cè)壓管、注漿管、連接設(shè)備、注漿泵、封孔材料（水泥、膨脹劑、速凝劑等）、瓦斯壓力測(cè)定儀、測(cè)壓表等。系統(tǒng)中的環(huán)境包括測(cè)壓地點(diǎn)、煤層頂?shù)装鍘r性情況、鉆孔周邊巖石裂隙情況、測(cè)壓煤層含水靜壓力大小、地質(zhì)構(gòu)造影響、煤體性質(zhì)、鉆孔的設(shè)計(jì)參數(shù)等。這些因素之間的相互影響，一個(gè)因素處理不好就可能導(dǎo)致測(cè)壓的失敗，因此，必須對(duì)它們進(jìn)行合理的組織、分析，才能充分發(fā)揮各自效能以保證能準(zhǔn)確的測(cè)出煤層的瓦斯壓力[1]。

2 現(xiàn)場(chǎng)瓦斯壓力測(cè)定的影響因素

2.1 人員因素

人是測(cè)壓的主體，同時(shí)又是影響測(cè)壓的主要因素，可以說測(cè)壓結(jié)果的準(zhǔn)確性主要取決于人。人員操作因素的影響主要表現(xiàn)在人員的責(zé)任心不強(qiáng)或不規(guī)范性操作最容易導(dǎo)致測(cè)值的不準(zhǔn)確。如測(cè)壓鉆孔布置不合理、打鉆人員為圖方便私自改變打鉆方案使鉆孔參數(shù)不符合要求、鉆孔數(shù)量不足、鉆孔深度不足或過長(zhǎng)；測(cè)定時(shí)間掌握不規(guī)范，打鉆與測(cè)定之間的時(shí)間間隔太長(zhǎng)或者測(cè)定時(shí)未等壓力表上的瓦斯壓力數(shù)值穩(wěn)定時(shí)就拆表讀數(shù)；儀器操作不規(guī)范導(dǎo)致封孔裝置堵塞或封孔不規(guī)范導(dǎo)致漏氣等；這其中主要涉及的人員有工程師（布置、設(shè)計(jì)鉆孔的技術(shù)人員）、讀表人員、封孔人員以及打鉆人員[2]。

2.2 設(shè)備因素

測(cè)壓設(shè)備必須具有良好的技術(shù)和質(zhì)量狀態(tài)，否則也會(huì)導(dǎo)致測(cè)壓結(jié)果的不準(zhǔn)確。由于測(cè)壓設(shè)備的一些元件本身的穩(wěn)定性不高，使用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)會(huì)發(fā)生損壞，使得測(cè)定誤差較大。如采用水泥注漿封孔時(shí)涉及的設(shè)備主要有測(cè)壓管、注漿管、連接設(shè)備、注漿泵、封孔材料（水泥、膨脹劑、速凝劑等）、測(cè)壓表等。如采用M-Ⅱ型瓦斯壓力測(cè)定儀進(jìn)行封孔測(cè)壓時(shí)涉及到的設(shè)備主要有膠囊、瓦斯管、乳化液泵、瓦斯壓力表等。這些設(shè)備的技術(shù)和質(zhì)量狀態(tài)與測(cè)壓結(jié)果有密切關(guān)系[3]。

2.3 環(huán)境因素

2.3.1 地質(zhì)構(gòu)造

由于地質(zhì)構(gòu)造的影響，煤層的產(chǎn)狀可能發(fā)生改變，鉆孔布置位置可能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，未處于預(yù)計(jì)層位或深度，導(dǎo)致測(cè)值偏低。另外礦井中的斷層或破碎帶等地質(zhì)條件對(duì)測(cè)壓過程有很大的影響，如果必須在斷層、裂隙帶或破碎帶地段施工測(cè)壓孔時(shí)，首先必須對(duì)測(cè)壓孔周圍50m范圍內(nèi)注入水泥漿，封堵圍巖裂隙，這樣才能準(zhǔn)確測(cè)定瓦斯壓力。

2.3.2 煤層頂?shù)装鍘r性

如果煤層的頂?shù)装鍘r石比較致密，這將有利于瓦斯在煤層中的賦存，減少游離瓦斯的排放，有利于測(cè)壓工作，縮短測(cè)壓時(shí)間[4]。

2.4 管理因素

2.4.1 測(cè)定方法

測(cè)定煤層瓦斯壓力時(shí)，通常是從圍巖巷道（石門或圍巖鉆場(chǎng)）向煤層打孔徑為50～75mm的鉆孔，孔中放測(cè)壓管，將鉆孔密封后，用壓力表直接進(jìn)行測(cè)定。一般采取瓦斯壓力自然恢復(fù)法來進(jìn)行，如果時(shí)間緊迫則采用向鉆孔注氮的方法來快速測(cè)定。實(shí)踐證明，應(yīng)盡可能采用上向施工測(cè)壓孔，避免下向和水平孔測(cè)壓。

2.4.2 封孔工藝

不同的封孔工藝對(duì)測(cè)壓效果有不同的影響，選擇什么樣的封孔工藝直接關(guān)系到測(cè)壓結(jié)果的準(zhǔn)確性，各種封孔工藝的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

粘土封孔的優(yōu)點(diǎn)是此種方法簡(jiǎn)單易行；對(duì)封孔材料的要求也不高，封孔成本較低。但這種方法的明顯缺點(diǎn)在于其封孔長(zhǎng)度受限制，如孔深較長(zhǎng)，粘土太軟會(huì)導(dǎo)致硬度不夠.無法送至指定長(zhǎng)度：粘土太硬會(huì)導(dǎo)致封孔不密實(shí)，影響測(cè)壓效果；對(duì)粘土制作的技術(shù)要求高，粘土要適應(yīng)孔的形狀.且軟硬適中。

水泥砂漿封孔的優(yōu)點(diǎn)就在于可以封較長(zhǎng)孔深的孔；其封孔材料在封孔時(shí)為液態(tài)。凝固后變?yōu)楣虘B(tài)，有效的解決了粘土封孔遇到的難題；且對(duì)人員技術(shù)要求會(huì)有所降低。固體封孔方法封孔在封孔段巖層為松軟的砂巖、鉆孔周圍存在微裂隙或直接在煤層打測(cè)壓鉆孔時(shí)，固體物不能嚴(yán)密封閉鉆孔周邊的裂隙.易于漏氣。測(cè)出的瓦斯壓力值往往低于真實(shí)的煤層瓦斯壓力。

膠囊粘液封孔。膠囊粘液封孔方法在當(dāng)封孔段巖層為松軟的砂巖、鉆孔周圍存在微裂隙或直接在煤層打測(cè)壓鉆孔時(shí)可以比固體封孔方法更有效更準(zhǔn)確測(cè)出瓦斯壓力的方法，具有封孔時(shí)間短，密封效果較好的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是造價(jià)高，而且在松軟巖層或煤層打測(cè)壓鉆孔時(shí)出現(xiàn)塌孔、糊孔時(shí)，測(cè)壓封孔設(shè)備會(huì)被埋入孔中，無法回收，導(dǎo)致測(cè)壓鉆孔成本上升，但此封孔方法測(cè)壓效果比固體封孔方法好。

聚氨酯泡沫封孔法繼承了膠圈膠囊封孔的優(yōu)點(diǎn)，還降低了測(cè)壓成本，且操作簡(jiǎn)單；配比可以延長(zhǎng)發(fā)泡時(shí)間，發(fā)泡位數(shù)較高；克服了黃泥、水泥團(tuán)、水泥砂漿等在巖石微裂隙封孔不嚴(yán)等缺點(diǎn)，它能擴(kuò)散滲透到鉆孔周圍的網(wǎng)狀裂隙，大大提高封孔質(zhì)量，是有效的一種封孔測(cè)壓方法[5]。

3 結(jié)論

煤層瓦斯壓力測(cè)定是一個(gè)涉及人、設(shè)備、環(huán)境以及管理等因素的系統(tǒng)工程，測(cè)壓過程中應(yīng)系統(tǒng)分析這些因素對(duì)測(cè)壓效果的影響，才能準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力。其中，人的因素影響最大，測(cè)壓結(jié)果的準(zhǔn)確性主要取決于人。在測(cè)壓過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)人的管理、培訓(xùn)，人員素質(zhì)提高后才能對(duì)測(cè)壓設(shè)備、環(huán)境等進(jìn)行有效的組織，并合理選擇測(cè)壓方法、測(cè)壓地點(diǎn)以及封孔工藝，提高鉆孔測(cè)壓的成功率，準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張子敏，張玉貴，湯達(dá)禎.瓦斯地質(zhì)學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

[2]鄭萬成，楊勝強(qiáng)，馬偉.影響煤層瓦斯壓力測(cè)定的因素分析[J].煤礦安全，2009（4）：82.

[3]蘭澤全，曲榮飛，陳學(xué)習(xí).直接法測(cè)定煤層瓦斯壓力現(xiàn)狀及分析[J].煤礦安全，2009：74.

[4]傅雪海，秦勇，韋重韜.煤層氣地質(zhì)學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.

[5]孟燕，蔣曙光，邵昊，王凱.煤層瓦斯壓力測(cè)定方式及新的探索[J].能源技術(shù)與管理，2009（06）.