煤礦瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)試及治理技術(shù)研究

郭小輝

【摘要】礦井瓦斯災(zāi)害是煤礦行業(yè)五大安全自然災(zāi)害中最重要的，一直制約著我國(guó)各個(gè)煤礦生產(chǎn)效率的不斷提高，一直以來(lái)嚴(yán)重威脅著煤礦的日常生活生產(chǎn)和井下每一位工人的生命安全。隨著開(kāi)采深度的不斷增加，造成了煤礦礦井瓦斯涌出量不斷升高的情況，為尋找一條適合于解決煤礦瓦斯災(zāi)害的綜合措施，最終解決一些地方瓦斯超限的問(wèn)題。對(duì)煤礦進(jìn)行瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)考察研究是非常必要的。

【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)參數(shù) 徑向流量法 透氣系數(shù)

瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)，主要是指煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、煤層透氣性等參數(shù)。瓦斯壓力參數(shù)，一方面可據(jù)此加上其他參數(shù)判定煤層的突出危險(xiǎn)性，同時(shí)又可據(jù)該參數(shù)得到煤層瓦斯含量。而煤層瓦斯含量、透氣性等，是煤礦瓦斯抽采基本參數(shù)，是決定煤礦瓦斯儲(chǔ)量、預(yù)測(cè)煤礦瓦斯抽采率、決定相應(yīng)瓦斯抽采方式的主要依據(jù)。

一、煤礦瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)試

1.瓦斯壓力測(cè)定

按照《MT/T638煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定法》的規(guī)定，煤層瓦斯壓力測(cè)定方法是，利用已有巖石巷道或重新作專(zhuān)門(mén)考察巷道，向煤層施工穿透煤層的鉆孔，然后封孔安裝壓力表，等待瓦斯壓力上升到穩(wěn)定值即得到煤層瓦斯表壓力。測(cè)定煤層瓦斯壓力成敗的關(guān)鍵是封孔技術(shù)，測(cè)定壓力鉆孔封孔后，既要保證壓力孔的煤孔段與測(cè)壓管、壓力表相通，又要保證測(cè)壓管、壓力表、壓力孔及相應(yīng)連接裝置不漏氣。因此封孔技術(shù)特別重要，根據(jù)白皎煤礦測(cè)定煤層瓦斯壓力的成熟技術(shù)，仍用水泥漿機(jī)械封孔。為保證順利封孔，要求測(cè)定煤層瓦斯壓力孔的傾角在15。以上。漿液按一定比例配備，并加入適量的膨脹劑。封孔長(zhǎng)度，根據(jù)壓力孔巖石段的特性，可為10～15m長(zhǎng)。

測(cè)定瓦斯壓力，有時(shí)要等待很長(zhǎng)的時(shí)間，壓力表才能穩(wěn)定，最長(zhǎng)的時(shí)間可到幾個(gè)月甚至一年。為了加快壓力測(cè)定速度，一般采用主動(dòng)式測(cè)定壓力技術(shù)，即測(cè)定壓力孔封孔后，通過(guò)相關(guān)連接裝置，灌入高壓氮?dú)?，如果孔?nèi)壓力大于煤層瓦斯壓力時(shí)，孔內(nèi)氮?dú)庀蛩闹苊簩訑U(kuò)散，孔內(nèi)壓力降低。如果孔內(nèi)壓力小于煤層瓦斯壓力時(shí)，則周?chē)簩油咚箶U(kuò)散流入孔內(nèi)。致使鉆孔內(nèi)瓦斯壓力很快與煤層瓦斯平衡，即得到煤層瓦斯壓力。

2.瓦斯流量測(cè)定

瓦斯壓力孔完成壓力測(cè)定后，卸下壓力表，待孔內(nèi)瓦斯壓力降低到與孔外壓力相等時(shí)，接上流量計(jì)（本試驗(yàn)使用家用煤氣表），根據(jù)流量計(jì)的累計(jì)讀數(shù)決定等待時(shí)間，即可得到鉆孔單位時(shí)間的流量。由于鉆孔瓦斯流量一般隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降，故鉆孔瓦斯流量的測(cè)定應(yīng)持續(xù)一段時(shí)間。最后確定鉆孔瓦斯流量的衰減特性。

3.煤層瓦斯含量測(cè)定

煤層瓦斯含量指的是單位體積或者單位重量的煤體中所含有的瓦斯量。煤層瓦斯含量的方法主要有：瓦斯含量系數(shù)法、井下直接測(cè)定法、工作面鉆孔煤屑解吸法和高壓吸附法，其中井下直接測(cè)定法為最為普遍使用的方法。

二、加強(qiáng)礦井瓦斯治理的措施

1.強(qiáng)化瓦斯抽放，堅(jiān)持先抽后采

正確理解“先抽后采”的邏輯關(guān)系，抽與采的先后關(guān)系應(yīng)以保證安全的采掘活動(dòng)為分界點(diǎn)。廣義上先抽后采的含義就是在先對(duì)地面或者是井下進(jìn)行抽出瓦斯活動(dòng)之后才進(jìn)行建礦、采取開(kāi)采以及工作面的開(kāi)采，根據(jù)不同煤層的條件的具體情況確定那種預(yù)抽方式和預(yù)抽時(shí)間，在對(duì)高瓦斯突出的礦井，為了減小才具過(guò)程中瓦斯治理難度，可以通過(guò)瓦斯預(yù)抽使得煤層含量降低到一定值，保證開(kāi)采工作的安全進(jìn)行。研究表明，通常煤層瓦斯壓力小于0.74MPa煤層瓦斯含量降低到百分之十一下時(shí)。就可以人為煤層已經(jīng)不具有突出危險(xiǎn)了。在瓦斯?jié)舛瘸^(guò)百分之七時(shí)，礦井瓦斯抽放計(jì)劃中應(yīng)該充分考慮瓦斯預(yù)抽、采動(dòng)卸壓、采空區(qū)抽的方法，依據(jù)沒(méi)中抽放方法的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況合理選擇，嚴(yán)格執(zhí)行才能夠保證安全生產(chǎn)。

2.注重技術(shù)革新，制定應(yīng)急措施

在進(jìn)行礦井瓦斯治理的過(guò)程中，有關(guān)工作人員不僅要注重實(shí)踐工作的進(jìn)行，同時(shí)也要重視技術(shù)以及安全問(wèn)題，這些都是保障瓦斯治理順利進(jìn)行的基礎(chǔ)。具體而言在實(shí)際的工作中，有關(guān)工作人員應(yīng)從以下幾個(gè)方面人手：①建立預(yù)測(cè)體系，注重技術(shù)革新。瓦斯問(wèn)題之所以難以治理就是因?yàn)樵诿旱V開(kāi)采的過(guò)程中，對(duì)于瓦斯的位置，含量等難以預(yù)測(cè)。因此在今后的工作中有關(guān)人員應(yīng)加大技術(shù)的投入，建立起有效的瓦斯預(yù)測(cè)體系，提高瓦斯的預(yù)測(cè)質(zhì)量，提高瓦斯治理的效率。②注重安全管理，制定應(yīng)急措施。安全是煤礦工作的重中之重，良好的安全管理制度可以有效避免井下事故的產(chǎn)出，因此有關(guān)煤礦企業(yè)應(yīng)積極制定出有效的安全管理制度，應(yīng)針對(duì)可能出現(xiàn)的安全問(wèn)題制定出行之有效的應(yīng)急措施，以保障井下施工的安全。

3.對(duì)礦井瓦斯事故的范圍展開(kāi)全面控制

其一，在開(kāi)展井下開(kāi)采工作時(shí)，需要實(shí)時(shí)跟蹤并監(jiān)督工作的進(jìn)度，并以井下實(shí)際情況為依據(jù)進(jìn)行合理的調(diào)整。為達(dá)到這一要求，井下工作人員就需要對(duì)有關(guān)瓦斯的防治知識(shí)有一個(gè)全面、深刻的了解，從而確保發(fā)生瓦斯事故時(shí)，能做到沉著冷靜，盡快撤離事故現(xiàn)場(chǎng)，從而將瓦斯事故的危害范圍進(jìn)行有效控制。其二，煤礦企業(yè)應(yīng)當(dāng)聘請(qǐng)相關(guān)學(xué)者及專(zhuān)家對(duì)生產(chǎn)人員展開(kāi)培訓(xùn)，定期進(jìn)行瓦斯事故的現(xiàn)象模擬操練，全面鍛煉并培養(yǎng)工作人員處理緊急危害事故的能力，進(jìn)而將最大限度將煤礦瓦斯事故的波及程度與范圍降至最低。

4.加強(qiáng)對(duì)煤礦瓦斯治理的監(jiān)督

煤礦企業(yè)的每個(gè)工作人員都要明確瓦斯治理的目的，認(rèn)識(shí)到安全培訓(xùn)的重要性。這關(guān)系著煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全性，決不能馬虎了事，要控制好安全培訓(xùn)工作的進(jìn)行。在安全培訓(xùn)之前，一定要先對(duì)瓦斯處理的各種需求進(jìn)行詳細(xì)的了解，確立合理的培訓(xùn)計(jì)劃，重點(diǎn)要對(duì)瓦斯的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行培訓(xùn)。使工作人員在實(shí)踐過(guò)程中提升他們的技能水平、安全意識(shí)和總體素質(zhì)，有利于管理制度的完善。？要想實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)，就一定要建立合理的規(guī)章制度，并且要加強(qiáng)管理、執(zhí)行力度。要建立完整、科學(xué)、公平的激勵(lì)機(jī)制，安全檢查活動(dòng)要時(shí)常進(jìn)行，保證煤礦企業(yè)的管理制度的規(guī)范化運(yùn)行。在建立各項(xiàng)制度時(shí)，要結(jié)合實(shí)際，具體規(guī)范要盡量細(xì)化，使其具備一定的標(biāo)準(zhǔn)性、規(guī)范性和可行性。

結(jié)束語(yǔ)：相關(guān)數(shù)據(jù)表明，只有了解礦井的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)，處理好煤礦瓦斯治理和應(yīng)用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)才能夠有效的避免瓦斯事故的發(fā)生，才能夠使得瓦斯資源變害為寶，為做好煤礦瓦斯抽采工作，提升礦井本質(zhì)化安全水平，有效遏制煤礦瓦斯事故的發(fā)生，提供了有力保障。