防突實(shí)驗(yàn)室在礦山中的應(yīng)用和指導(dǎo)意義分析

劉惠光

摘 要：隨著開(kāi)采的進(jìn)行，礦山災(zāi)害治理成了礦井開(kāi)采工作中首要面對(duì)的攻關(guān)問(wèn)題，影響最大的就是煤與瓦斯突出事故。"防突實(shí)驗(yàn)室"，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)，大大減少的煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。興安煤礦通過(guò)實(shí)驗(yàn)室基本參數(shù)的研究，對(duì)礦井瓦斯災(zāi)害程度進(jìn)行了區(qū)別，從而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指導(dǎo)了煤礦進(jìn)行合理的安排采掘布置，有針對(duì)性地采取防突措施和瓦斯治理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室 參數(shù)測(cè)定 突出危險(xiǎn)預(yù)測(cè) 瓦斯治理 指導(dǎo)分析

前言：為準(zhǔn)確及時(shí)地開(kāi)展瓦斯參數(shù)及各項(xiàng)突出指標(biāo)的測(cè)定工作，補(bǔ)充和完善瓦斯地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，隨時(shí)掌握井下各工作面的瓦斯變化，并進(jìn)行突出危險(xiǎn)性分析，確保礦井安全生產(chǎn)，興安煤礦于2012年11月建成了防突實(shí)驗(yàn)室。

一、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的意義

煤礦企業(yè)建立瓦斯基本參數(shù)實(shí)驗(yàn)室后可以隨著采掘工程的推進(jìn)，隨時(shí)測(cè)定煤層瓦斯基本參數(shù)，掌握煤層瓦斯的動(dòng)態(tài)變化，進(jìn)一步研究瓦斯分布規(guī)律，進(jìn)而形成瓦斯預(yù)測(cè)分析結(jié)論，指導(dǎo)礦井安全高效生產(chǎn)。

1、落實(shí)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的需要

按照已經(jīng)頒布、執(zhí)行的《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中明確規(guī)定，生產(chǎn)礦井新水平、新采區(qū)在開(kāi)采前必須進(jìn)行煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定并委托有資質(zhì)單位進(jìn)行突出危險(xiǎn)性鑒定。若鑒定為突出煤層，則突出煤層回采（包括石門(mén)揭煤作業(yè)）前必須執(zhí)行區(qū)域措施，其中包括區(qū)域預(yù)測(cè)、區(qū)域措施、區(qū)域措施效果檢驗(yàn)及區(qū)域驗(yàn)證。其中各種突出危險(xiǎn)性鑒定指標(biāo)、預(yù)測(cè)指標(biāo)和措施效果檢驗(yàn)指標(biāo)均需井下實(shí)測(cè)，實(shí)測(cè)主要參數(shù)為：瓦斯壓力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的堅(jiān)固性系數(shù)、煤層突出指標(biāo)等。各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)定大多需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，為了有效貫徹落實(shí)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，建立瓦斯基本參數(shù)實(shí)驗(yàn)室非常必要。

2、煤礦煤層瓦斯賦存研究的需要

在煤層瓦斯賦存規(guī)律的研究中，重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是煤層瓦斯含量的測(cè)定，瓦斯含量的測(cè)定可以采用直接法和間接法，無(wú)論采用直接法還是間接法進(jìn)行煤層瓦斯含量測(cè)定，都需要建立瓦斯基本參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)室，因此，要進(jìn)行煤層瓦斯賦存規(guī)律的研究，必須建立瓦斯基本參數(shù)實(shí)驗(yàn)室。

3、實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)、高產(chǎn)高效的需要

對(duì)于瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重礦區(qū)，瓦斯治理任重道遠(yuǎn)，瓦斯成為制約安全生產(chǎn)的重要因素。建立瓦斯基本參數(shù)實(shí)驗(yàn)室后，通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室的參數(shù)測(cè)定，收集不同標(biāo)高，不同位置的瓦斯參數(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析研究掌握瓦斯分布動(dòng)態(tài)，研究瓦斯賦存規(guī)律，在生產(chǎn)活動(dòng)中通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)牟扇∠嚓P(guān)措施，避免事故的發(fā)生；通過(guò)實(shí)驗(yàn)室基本參數(shù)的研究，可以對(duì)礦井井田范圍內(nèi)的瓦斯災(zāi)害進(jìn)行全面分析和劃分，對(duì)災(zāi)害程度進(jìn)行區(qū)別，從而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指導(dǎo)煤礦進(jìn)行合理的安排采掘布置，有針對(duì)性地采取防突措施和瓦斯治理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效。

二、防突實(shí)驗(yàn)室工作職責(zé)

1、測(cè)定礦井各煤層的瓦斯含量、瓦斯壓力、瓦斯吸附常數(shù)a、b值、瓦斯放散初速度、煤的堅(jiān)固性系數(shù)等基本參數(shù)，掌握礦井瓦斯分布規(guī)律。

2、研究煤層瓦斯賦存規(guī)律，對(duì)礦井井田范圍內(nèi)的瓦斯災(zāi)害危險(xiǎn)性進(jìn)行分析和劃分。

3、負(fù)責(zé)礦井新水平、新采區(qū)開(kāi)拓及石門(mén)揭煤區(qū)域綜合防突措施中區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、區(qū)域措施效果檢驗(yàn)、區(qū)域驗(yàn)證時(shí)各預(yù)測(cè)參數(shù)的實(shí)測(cè)工作。

4、負(fù)責(zé)礦井工作面局部綜合防突措施中工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、效果檢驗(yàn)所需測(cè)定參數(shù)的實(shí)測(cè)工作。

5、為煤礦防突工作和和瓦斯地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)提供參考數(shù)據(jù)。

6、指導(dǎo)各類(lèi)措施規(guī)程的編寫(xiě)。

三、防突實(shí)驗(yàn)室在礦山中的應(yīng)用

為準(zhǔn)確及時(shí)地開(kāi)展瓦斯參數(shù)及各項(xiàng)突出指標(biāo)的測(cè)定工作，補(bǔ)充和完善瓦斯地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，隨時(shí)掌握井下各工作面的瓦斯變化，并進(jìn)行突出危險(xiǎn)性分析，確保礦井安全生產(chǎn)，興安煤礦于2012年11月建成了瓦斯防治實(shí)驗(yàn)室，并完成了培訓(xùn)工作，現(xiàn)已投入使用。自實(shí)驗(yàn)室建設(shè)以來(lái)，興安煤礦便參照防突規(guī)定，厚煤層大于0.3米的煤層必須測(cè)定收集瓦斯壓力、瓦斯含量、可解吸瓦斯量，a、b吸附常數(shù)、瓦斯放散初速度△P、煤的堅(jiān)固性系數(shù)f值等參數(shù)。共計(jì)對(duì)井下四水平北17層一段總機(jī)道、三水平南邊界回風(fēng)石門(mén)、三水平北30層邊界區(qū)四段機(jī)道石門(mén)、四水平南17-2層四區(qū)一段底板層、三水平北21層一區(qū)三段二分層等200多處地點(diǎn)進(jìn)行了煤層瓦斯含量、可解吸含量、吸附常數(shù)、煤層堅(jiān)固性系數(shù)等瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定工作，參數(shù)測(cè)定數(shù)據(jù)累計(jì)833條，各項(xiàng)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)已經(jīng)錄入瓦斯數(shù)據(jù)庫(kù)，現(xiàn)在瓦斯地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)包括瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)以及地質(zhì)構(gòu)造煤等各項(xiàng)數(shù)據(jù)累計(jì)錄入31721條，已經(jīng)滿(mǎn)足日常的生產(chǎn)需求。瓦斯地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)在滿(mǎn)足日常生產(chǎn)需求的同時(shí)，通過(guò)對(duì)瓦斯基本參數(shù)的研究，可以對(duì)礦井井田范圍內(nèi)的瓦斯災(zāi)害進(jìn)行全面分析和劃分，對(duì)災(zāi)害程度進(jìn)行區(qū)別，從而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指導(dǎo)煤礦進(jìn)行合理的安排采掘布置，有針對(duì)性地采取防突措施和瓦斯治理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效。

通過(guò)防突實(shí)驗(yàn)室瓦斯基本參數(shù)的測(cè)試研究工作，指導(dǎo)了煤礦進(jìn)行合理的安排采掘布置，有針對(duì)性地采取防突措施和瓦斯治理技術(shù)，例如興安煤礦的四水平南17層2-4區(qū)二段，經(jīng)各測(cè)點(diǎn)參數(shù)預(yù)測(cè)，測(cè)得17層煤瓦斯含量在2.8156-8.513m3/t之間，對(duì)各鉆孔進(jìn)行封孔測(cè)壓，連續(xù)觀測(cè)15-20天，瓦斯壓力在0.15-1.0MPa，根據(jù)實(shí)測(cè)的瓦斯壓力和瓦斯含量大小分布看，呈現(xiàn)出北高南低趨勢(shì)，可以將三水平南二石門(mén)以南以及三水平南二石門(mén)以北260米范圍，在-290m至-489m標(biāo)高劃分為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)，該劃分區(qū)域內(nèi)瓦斯含量最大為3.0312 m3/t，瓦斯壓力最大為0.22MPa，將三水平南二石門(mén)以北260米處至南一石門(mén)500m范圍內(nèi)四水平17層二段，在標(biāo)高-290m至-489m范圍內(nèi)劃分為突出危險(xiǎn)區(qū)，該區(qū)域煤層具有突出危險(xiǎn)性，該劃分區(qū)域處瓦斯含量最普遍為8.1146 m3/t左右，瓦斯壓力為1.0MPa。通過(guò)對(duì)瓦斯含量及壓力分布情況，將該區(qū)段分區(qū)治理，在無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)實(shí)行每掘進(jìn)20米做一次鉆屑指標(biāo)參數(shù)，確保施工中的安全，若指標(biāo)超過(guò)突出臨界值時(shí)，及時(shí)停止施工，執(zhí)行防突措施；在突出危險(xiǎn)區(qū)執(zhí)行區(qū)域防突措施，施工預(yù)抽鉆孔，將該區(qū)各項(xiàng)指標(biāo)降低到突出臨界指標(biāo)以下.

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的瓦斯參數(shù)報(bào)告，將該區(qū)段分區(qū)治理，減少了鉆孔的工，節(jié)省了預(yù)抽瓦斯的費(fèi)用，也把鉆孔有效的布置在需要降低煤層瓦斯的位置，避免了瓦斯災(zāi)害的影響，實(shí)現(xiàn)了礦井的高產(chǎn)高效。

四、總結(jié)：

防突實(shí)驗(yàn)室的建立，不僅是國(guó)家法律法規(guī)的的需要，更是瓦斯治理工作、確保礦山安全生產(chǎn)需要，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室基本參數(shù)的研究，可以對(duì)礦井井田范圍內(nèi)的瓦斯災(zāi)害進(jìn)行全面分析和劃分，對(duì)災(zāi)害程度進(jìn)行區(qū)別，從而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，節(jié)省資金，指導(dǎo)煤礦進(jìn)行合理的安排采掘布置，有針對(duì)性地采取防突措施和瓦斯治理技術(shù)，從而避免瓦斯事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效。

參考文獻(xiàn)：

[1]《煤礦安全規(guī)程》煤炭工業(yè)出版社，2011年2月第一版；

[2]《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》讀本，煤炭工業(yè)出版社，2009年9月第一版