李付濤

(晉城無煙煤礦業(yè)集團有限責任公司 通風處，山西 晉城 048006)

煤層殘存瓦斯含量和殘余瓦斯含量是煤礦瓦斯管理的重要參數(shù)，是預測礦井瓦斯涌出量、計算礦井煤層氣資源儲量、設計礦井通風與瓦斯抽采系統(tǒng)、評價煤層瓦斯抽采效果和煤層突出危險性的主要依據(jù)，然而目前二者在定義、取值及應用上存在不統(tǒng)一、不規(guī)范甚至有歧義的問題。因此，如何正確地規(guī)范“煤層殘存瓦斯含量”和“殘余瓦斯含量”的定義，準確取值和應用煤層殘存瓦斯含量和殘余瓦斯含量數(shù)據(jù)，對煤礦瓦斯防治工作的相關設計、科研及管理有著極具價值、極為重要的現(xiàn)實意義。本文根據(jù)現(xiàn)行相關標準、規(guī)范，針對當前關于煤層殘存瓦斯含量和殘余瓦斯含量的一些問題進行分析，并提出相應建議。

1 問題分析

1) 煤礦技術用語的國家標準中“殘存瓦斯含量”的定義是：“經(jīng)過一段時間的瓦斯釋放后，煤塊或煤體中殘留的瓦斯”。地勘瓦斯含量測定的國家標準中“殘存瓦斯含量”的定義是：“殘存瓦斯含量是指煤樣解吸后在1個大氣壓(101 325 Pa)條件下，殘留在煤樣中的瓦斯含量”。煤層瓦斯含量測定的國家標準中“殘存瓦斯量”的定義是：“在常壓狀態(tài)下，煤樣解吸后殘留在煤樣中的瓦斯量”。礦井瓦斯涌出量預測的行業(yè)標準中“殘存瓦斯量”是指“運出礦井后煤中的殘存瓦斯含量，也可近似地按煤在0.1 MPa壓力條件下的吸附量取值”[1-2]。煤層瓦斯含量測定的行業(yè)標準中“殘存瓦斯量”的定義是：“在常壓狀態(tài)下，煤樣在井下解吸后殘留在煤樣中的瓦斯量”[3]。另外，抽采達標評判工作常用“煤在標準大氣壓力下的殘存瓦斯含量”來計算可解析瓦斯量；測定煤層瓦斯含量時，要用到“常壓不可解吸瓦斯量”。顯然，我國現(xiàn)行的多個相關標準中對“殘存瓦斯量”的定義是不一致的，若采用相應的測試或取值方法所得的數(shù)值也不盡相同，尤其是“運出礦井后煤中的殘存瓦斯含量，也可近似地按煤在0.1 MPa壓力條件下煤的吸附量取值”的說法有待商榷。

2) 現(xiàn)行實際應用中“殘余瓦斯含量”一般是指“通過實施排放、抽采等方式釋放后，殘留在煤體內的瓦斯量”，比如：煤礦瓦斯抽采達標評判和防突措施效果檢驗用到“瓦斯抽采后煤的殘余瓦斯含量”，一般沒有爭議。而煤礦瓦斯抽采工程設計中用到“運到地面煤的殘余瓦斯含量”與礦井瓦斯涌出量預測的行業(yè)標準中“運出礦井后煤中的殘存瓦斯含量”，在名稱上容易誤解，其實應該是一個意思。實際應用的“殘存瓦斯含量”通常就是一種“殘余瓦斯含量”，比如：測定煤層瓦斯含量時，“殘存瓦斯含量”就是經(jīng)過一定釋放，仍然殘留在煤體內的瓦斯，實際就是一種“殘余瓦斯含量”?？梢?，我國現(xiàn)行的相關標準、規(guī)定中對“殘余瓦斯含量”的定義和應用也存在一定的不規(guī)范問題。

3) 總體來說，“煤層殘存瓦斯含量”和“殘余瓦斯含量”在定義上不明確、不統(tǒng)一，取值和使用上也容易混淆。

2 幾點建議

2.1 關于定義的建議

1) 瓦斯涌出量預測、抽采工程設計、抽采達標評判和防突措施效果檢驗等工作所用的“運到地面的殘存瓦斯含量”、“抽采后的殘余瓦斯含量”等概念通常是指“經(jīng)過一段時間的瓦斯釋放后，煤塊或煤體中殘留的瓦斯”。根據(jù)煤礦開采的實際情況，煤塊或煤體內含的瓦斯通過排放、抽采等方式，經(jīng)過一段時間的釋放后，其殘留的瓦斯含量應該包括受采動影響后鄰近煤層的殘留量、開采煤層的殘留量、抽采后的殘留量，以及解吸法測定的殘留量等，隨著煤炭的開采與瓦斯抽采作業(yè)的實施，與原始狀態(tài)下的煤層瓦斯賦存條件相比，將處于一個動態(tài)的狀態(tài)，實際上就是常用的“殘余瓦斯含量”。因此建議將類似的概念統(tǒng)一定義為“殘余瓦斯含量”，是一個動態(tài)的概念。

2) 抽采達標評判、防突措施效果檢驗等工作常用的“煤在標準大氣壓力下的殘存瓦斯含量”和“常壓不可解吸瓦斯量”，通常是相對固定的值。建議把“煤在標準大氣壓力下的殘存瓦斯含量”和“常壓不可解吸瓦斯量”統(tǒng)一定義為“殘存瓦斯含量”，實際上屬于“殘余瓦斯含量”的一部分。

2.2 關于實際應用的建議

1) 按照上述建議明確定義后，瓦斯涌出量預測、抽采工程設計用到的“殘余瓦斯含量”應當根據(jù)實際情況進行考察確定經(jīng)驗值，不能一概而論，每次應用時應當明確其“動態(tài)”條件，比如:在某種采掘條件下運到地面后的殘余瓦斯含量、采落后2個小時的殘余瓦斯含量、經(jīng)過抽采后的殘余瓦斯含量等等。建議科研單位、煤礦企業(yè)在實際應用過程中，不能死板硬套、拿來就用，應當根據(jù)開采條件、采掘方式、運輸時間、瓦斯治理方式等情況，對涉及的礦區(qū)或礦井、煤層、區(qū)域的動態(tài)“殘余瓦斯含量”進行統(tǒng)計分析，考察確定合理的取值。

2) 殘存瓦斯含量應當采用“公式計算”和“實測”兩種方式進行對比分析，根據(jù)采掘區(qū)域變化等情況不定期更新取值，使得瓦斯含量結果盡可能準確、可靠。

通過以上分析可以看出，目前我國在關于煤層殘存瓦斯含量和殘余瓦斯含量的定義、測定及應用中還存在一些不夠統(tǒng)一規(guī)范、不夠科學合理的問題，這將影響到礦井相關設計、安全生產(chǎn)管理、瓦斯防治科技攻關應用等多個環(huán)節(jié)的準確性與可靠性。因此，在煤層殘存瓦斯含量和殘余瓦斯含量的定義和應用管理方面，建議將現(xiàn)行的動態(tài)的“煤層殘存瓦斯含量”和“殘余瓦斯含量”統(tǒng)一定義為“殘余瓦斯含量”，是一個動態(tài)的概念，并根據(jù)實際情況考察確定更合理的取值；把“煤在標準大氣壓力下的殘存瓦斯含量”和“常壓不可解吸瓦斯量”統(tǒng)一定義為“殘存瓦斯含量”，通常為相對固定值，實際上屬于“殘余瓦斯含量”的一部分，同時應當結合實測進行對比分析，根據(jù)變化不定期更新取值。希望能修訂、完善相應的標準規(guī)范體系，為我國煤礦的瓦斯防治、礦井煤層氣資源評價等工作提供準確、可靠的依據(jù)。