肖揚(yáng)

摘 要：本文主要針對(duì)煤層中殘存的瓦斯量直接測(cè)定評(píng)價(jià)方法以及煤層瓦斯防抽汲效果以及現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用狀況進(jìn)行了分析。通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用證明，這種方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中具有簡(jiǎn)單方便、準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，能夠直觀的將抽放后煤層中的瓦斯實(shí)際的分布狀況進(jìn)行直觀反映，能過(guò)有效促進(jìn)煤層防突管理工作的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤層;瓦斯預(yù)抽;防突;評(píng)價(jià);方法

對(duì)于煤礦礦井實(shí)際進(jìn)行區(qū)域性防突工作的過(guò)程中預(yù)抽煤層瓦斯是一種非常重要的方向。煤層瓦斯預(yù)抽能過(guò)讓礦井區(qū)域瓦斯的含量以及壓力得到有效下降，由此就能進(jìn)一步增強(qiáng)煤層的透氣性，有效提升煤的堅(jiān)固性，促進(jìn)煤層地應(yīng)力的下降，這樣就能充分消除煤層中存下的突出危險(xiǎn)性。

1 瓦斯預(yù)抽計(jì)算評(píng)價(jià)

根據(jù)我國(guó)建立的關(guān)于煤層瓦斯突出問(wèn)題相關(guān)管理細(xì)則，煤礦必須要充分保證煤層瓦斯的預(yù)抽率超過(guò)25%。在實(shí)際這對(duì)煤層瓦斯預(yù)抽率計(jì)算的過(guò)程中主要是通過(guò)鉆孔控制范圍內(nèi)的煤層瓦斯的儲(chǔ)存量以及瓦斯實(shí)際的抽放量來(lái)進(jìn)行計(jì)算，但是在煤礦實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)利用這種方式進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中主要存在以下一些問(wèn)題：①多數(shù)情況下煤礦僅僅會(huì)針對(duì)井下的工作面以及采區(qū)才會(huì)設(shè)置計(jì)量裝置，如果礦井實(shí)際的抽放量相對(duì)較小，那么就會(huì)導(dǎo)致計(jì)量?jī)x表實(shí)際的讀數(shù)顯示出現(xiàn)較大誤差，從而實(shí)際針對(duì)瓦斯的抽汲量計(jì)量缺乏基本的準(zhǔn)確性;②在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)鉆孔的軍部，而且實(shí)際鉆孔的長(zhǎng)度以及位置也存在較大的差別，由此也會(huì)導(dǎo)致各個(gè)鉆孔實(shí)際的抽放量也存在較大的差異;③由于地下的煤層是一個(gè)完整的整體，因此，當(dāng)瓦斯抽汲完成后還必須要對(duì)抽空區(qū)外部瓦斯補(bǔ)充進(jìn)行嚴(yán)格控制，但是在進(jìn)行能量補(bǔ)充的時(shí)候，很難實(shí)現(xiàn)精確掌握;④整個(gè)煤層群體中瓦斯的抽放量以及外界煤線(xiàn)、圍巖等的瓦斯量很難實(shí)現(xiàn)精確估量。種種不確定的因素都會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際進(jìn)行瓦斯抽汲率計(jì)算的時(shí)候會(huì)存在較大的誤差，對(duì)實(shí)際的瓦斯預(yù)抽防突效果評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性以及可靠性也會(huì)產(chǎn)生較大的影響[1]。鑒于此，本文提出了一種針對(duì)煤層殘存瓦斯量直接進(jìn)行測(cè)定并以此來(lái)評(píng)定預(yù)抽瓦斯防突效果的方法。

2 直接測(cè)定煤層中殘存瓦斯量確定預(yù)抽汲率的方法

2.1 應(yīng)用瓦斯解吸儀直接測(cè)定瓦斯含量

通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的電熔柵自動(dòng)瓦斯解吸儀，利用該儀器就能實(shí)現(xiàn)煤層沒(méi)解吸瓦斯含量以及煤層評(píng)價(jià)突出危險(xiǎn)傾向等各種參數(shù)的直接測(cè)定，將煤樣的可解吸瓦斯總量以及在常壓下瓦斯含量進(jìn)行相加后就能得出煤樣實(shí)際的瓦斯含量。如果煤層沒(méi)有受到采動(dòng)影響，或者在沒(méi)有進(jìn)行抽放的條件下實(shí)際檢測(cè)出的煤樣的瓦斯含量就是煤層原始的瓦斯含量，相反的情況下計(jì)算出來(lái)的就是煤層殘存的瓦斯含量。

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中將該解吸儀與負(fù)壓抽吸式煤屑采樣器進(jìn)行結(jié)合使下圖一所示為高負(fù)壓抽吸式煤屑采樣器，充分利用采樣器在運(yùn)行過(guò)程中形成的負(fù)壓，并結(jié)合煤礦專(zhuān)用空心鉆桿以及空口三通器等就能在煤層預(yù)定的深度位置準(zhǔn)確的采集到煤樣，而且也能進(jìn)一步提升煤樣采集得的效率，充分保證了解吸儀測(cè)量的準(zhǔn)確性以及可靠性，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中最大的采樣檢測(cè)深度能夠達(dá)到22m，整個(gè)煤樣采集的時(shí)間不會(huì)超過(guò)1min[2]。

2.2 煤層瓦斯抽汲率的計(jì)算

充分利用解吸儀能夠直接交煤層瓦斯含量進(jìn)行直接測(cè)定，或者通過(guò)煤層突出危險(xiǎn)傾向的K1值能夠直接計(jì)算出煤層瓦斯含量。在煤礦實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，我也會(huì)收到采掘巷道或者鉆孔等因素的影響，實(shí)際計(jì)算結(jié)果都應(yīng)該是煤層中瓦斯的殘存含量;而在一些特殊情況下當(dāng)鉆孔深度達(dá)到12～15m的時(shí)候，實(shí)際測(cè)定的結(jié)果就可以被認(rèn)為是煤層原始的瓦斯含量。而大多數(shù)情況下都需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試煤層瓦斯壓力，并將其與實(shí)驗(yàn)室測(cè)定出的煤樣的吸附常數(shù)以及孔隙率進(jìn)行結(jié)構(gòu)和計(jì)算，由此就可以得出煤層瓦斯預(yù)抽率的計(jì)算公式。

η=（q0-q）/qv

上述公式中η表示的是煤層瓦斯預(yù)抽率，%;q0表示的是煤層原始的瓦斯含量，m3/t;q表示的是煤層中殘存的瓦斯含量殘存，m3/t。

3 直接測(cè)定殘存瓦斯量評(píng)價(jià)預(yù)抽效果的應(yīng)用

3.1 主要應(yīng)用情況

通過(guò)直接測(cè)定煤層殘存瓦斯含量，并以此來(lái)對(duì)煤層預(yù)測(cè)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)但實(shí)際應(yīng)用主要有以下三種情況：

①針對(duì)煤層開(kāi)采中保護(hù)層大面積煤柱影響區(qū)域。某煤礦其中一個(gè)煤層在開(kāi)車(chē)出去，由于被用來(lái)當(dāng)做保護(hù)層，導(dǎo)致煤層中留下了大量的未開(kāi)采煤柱，而再跟該煤層的下部存在面積非常大且具有嚴(yán)重突出現(xiàn)象的未受保護(hù)區(qū)煤層，針對(duì)該區(qū)域?qū)嵤┑姆劳淮胧┏浞诌\(yùn)用了穿層以及本層鉆孔綜合預(yù)抽煤層瓦斯的方法;②直接開(kāi)采嚴(yán)重突出危險(xiǎn)煤層。某礦井下K2煤層自身構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，而且由于被用作保護(hù)層導(dǎo)致其薄化范圍非常大，針對(duì)該煤層主要采取了底板穿層鉆孔長(zhǎng)時(shí)間預(yù)抽瓦斯施工后，針對(duì)該煤層上不存在嚴(yán)重突出危險(xiǎn)的K1煤層進(jìn)行開(kāi)采;③石門(mén)揭開(kāi)突出危險(xiǎn)煤層。針對(duì)某礦井140m水平NWC4抬高石門(mén)，針對(duì)該危險(xiǎn)煤層主要采取了穿層鉆孔集中抽放瓦斯的方式，從而揭開(kāi)了整個(gè)煤層群中存在的多處嚴(yán)重突出危險(xiǎn)的煤層。

3.2 預(yù)抽計(jì)算結(jié)果比較

針對(duì)上述礦井140m水平NWC4抬高石門(mén)以及K2煤層實(shí)際預(yù)抽瓦斯的情況，通過(guò)直接測(cè)定煤層殘存瓦斯并利用抽放統(tǒng)計(jì)量等方法結(jié)合計(jì)算出了兩個(gè)煤層的預(yù)測(cè)率。通過(guò)對(duì)預(yù)測(cè)率進(jìn)行分析比較可以發(fā)現(xiàn)，針對(duì)回采工作面如果按照抽放量來(lái)直接進(jìn)行預(yù)籌率計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果要比按照平均殘存率計(jì)算出的瓦斯預(yù)測(cè)率高出35～%40%。而針對(duì)石門(mén)揭煤，由于實(shí)際進(jìn)行計(jì)算的煤層范圍內(nèi)瓦斯儲(chǔ)量相對(duì)較小，因此實(shí)際計(jì)算出了煤層瓦斯儲(chǔ)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于預(yù)測(cè)量，而且隨著抽放時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，超出瓦斯儲(chǔ)量的部分也會(huì)越多。由此可見(jiàn)，就按照殘存量來(lái)進(jìn)行瓦斯抽放率的計(jì)算，才能讓計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況更加接近。

3.3 預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法實(shí)際應(yīng)用效果

在上述分析中在充分利用預(yù)抽瓦斯后針對(duì)回采工作面以及揭開(kāi)的突出危險(xiǎn)煤層進(jìn)行了開(kāi)采，由于在實(shí)際進(jìn)行煤層瓦斯預(yù)抽效果檢驗(yàn)的過(guò)程中主要使用的是直接測(cè)定煤層殘存瓦斯這樣的方法，整體對(duì)煤層瓦斯預(yù)抽效果的評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性及可靠性都比較高，在此基礎(chǔ)上也能對(duì)瓦斯預(yù)抽過(guò)程中出現(xiàn)的不均勻現(xiàn)象進(jìn)行全面了解。針對(duì)一些預(yù)抽效果評(píng)價(jià)不充分的地段，采取了相應(yīng)的補(bǔ)充抽放以及局部防突等措施，使得整個(gè)煤層回采安全性得到了有效保障，針對(duì)具有突出危險(xiǎn)的煤層開(kāi)采過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)突出事故的有效控制，在此前提下為煤礦企業(yè)有效的提升了經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

在大量的實(shí)踐中證明，充分利用直接測(cè)定從瓦斯量的方法來(lái)針對(duì)煤層瓦斯防突效果進(jìn)行評(píng)價(jià)具有操作簡(jiǎn)單，評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)，利用該方法不僅能夠煤層瓦斯實(shí)際的下降程度進(jìn)行直觀的反映，而且簡(jiǎn)單對(duì)煤層瓦斯預(yù)抽過(guò)程中出現(xiàn)的不均勻現(xiàn)象具體分布情況進(jìn)行全面了解，由此就能進(jìn)一步提升在經(jīng)過(guò)馬思域車(chē)后突出危險(xiǎn)煤層防突管理效率。目前，針對(duì)煤層取樣的新型配套設(shè)備也逐漸趨于完善，由此可見(jiàn)，在預(yù)抽瓦斯效果評(píng)價(jià)方法不斷完善和改進(jìn)的過(guò)程中，將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)預(yù)抽瓦斯區(qū)域性防突措施在煤礦的推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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