煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查技術(shù)解析

李朝峰 趙云龍 石原原

摘要：瓦斯是一種可以開(kāi)采利用的資源類(lèi)型，同時(shí)瓦斯也是煤礦安全的重要影響因素。具體煤礦開(kāi)采中，可借助瓦斯抽采鉆孔的方式，對(duì)瓦斯進(jìn)行抽采，避免瓦斯爆炸、瓦斯突出的產(chǎn)生。為保障瓦斯的抽采均衡，確保瓦斯防治效果，文章對(duì)瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查技術(shù)展開(kāi)分析，研究精細(xì)勘查技術(shù)的意義，再對(duì)具體精細(xì)勘查技術(shù)的分析展開(kāi)研究，旨意保障瓦斯抽采效果，保障煤礦安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：煤礦;瓦斯地質(zhì);精細(xì)勘查技術(shù)

引言

煤礦瓦斯是由游離于煤儲(chǔ)層的煤層氣構(gòu)成，是一種重要的資源類(lèi)型，且具有較高應(yīng)用價(jià)值，屬于一種潔凈的能源類(lèi)型。但是，實(shí)際煤礦生產(chǎn)中，煤礦瓦斯可能會(huì)造成煤礦安全事故的產(chǎn)生，不利于煤礦安全生產(chǎn)。為探明煤礦瓦斯的基本情況，主要運(yùn)用瓦斯地質(zhì)鉆探工藝，對(duì)其進(jìn)行開(kāi)采和抽放，達(dá)到安全的目的。

1煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查技術(shù)的意義

瓦斯是一種游離或依附于煤層空隙中的氣體，在煤層開(kāi)采過(guò)程中，瓦斯原有的賦存狀態(tài)發(fā)生變化，使得瓦斯發(fā)生變動(dòng)。如果煤層開(kāi)采中，未能采取適宜的瓦斯治理技術(shù)對(duì)瓦斯進(jìn)行治理，則會(huì)導(dǎo)致瓦斯突出等風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響煤礦開(kāi)采安全，甚至造成重大安全隱患的發(fā)生。針對(duì)這種情況，需要采取適宜的瓦斯抽采技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層瓦斯的控制與利用。而為實(shí)現(xiàn)瓦斯的抽采，則需結(jié)合詳細(xì)的資料信息，保障煤層瓦斯抽采均衡的情況。具體瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，需查明煤層厚度變化和影響<100m的隱性褶曲的基本情況，從而實(shí)現(xiàn)瓦斯連續(xù)監(jiān)測(cè)。與常規(guī)的地質(zhì)勘查存在一定的區(qū)別。其中，煤礦瓦斯地質(zhì)主要側(cè)重點(diǎn)為煤層瓦斯，包括對(duì)瓦斯的賦存情況，其目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層瓦斯的控制，而具體勘查任務(wù)則集中在煤層瓦斯，避免煤層開(kāi)采過(guò)程中，出現(xiàn)瓦斯災(zāi)害。實(shí)際的煤層開(kāi)采過(guò)程中，積極施行瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查技術(shù)，對(duì)煤礦開(kāi)采安全具有十分積極的作用。

2瓦斯地質(zhì)鉆探工藝

2.1鉆機(jī)安裝

鉆機(jī)安裝是瓦斯地質(zhì)鉆探中關(guān)鍵。首先，需要結(jié)合具體鉆進(jìn)深度和鉆孔大小，完成對(duì)鉆機(jī)的選擇，確保鉆機(jī)基本功能。鉆機(jī)選擇完成后，則展開(kāi)鉆機(jī)安裝。具體安裝過(guò)程中，需要保障鉆桿、鉆頭垂直于地面。并使動(dòng)力頭、夾持器和鉆孔位處于同一條直線。避免出現(xiàn)鉆進(jìn)效果受到影響。為避免鉆機(jī)出現(xiàn)失穩(wěn)的情況，需要預(yù)先對(duì)頂板展開(kāi)處理，并做好鉆機(jī)固定。對(duì)于動(dòng)力機(jī)組，需要將其置于高出水面位置，并運(yùn)用水平尺，做好找平工作。操作臺(tái)安置于可以對(duì)鉆場(chǎng)所有情況觀察的區(qū)域。

2.2開(kāi)鉆及鉆進(jìn)

鉆機(jī)布置完成后，則展開(kāi)瓦斯地質(zhì)鉆探。鉆進(jìn)過(guò)程中，需要重視對(duì)給進(jìn)壓力克服鉆具與巖層摩擦阻力、水力因素反作用力和鉆具重力，從而保障鉆頭能夠順利完成對(duì)巖層的切削，達(dá)到鉆進(jìn)的目的。①開(kāi)孔過(guò)程中，注意壓力避免壓力過(guò)大，轉(zhuǎn)速過(guò)快情況造成鉆頭損壞的情況。還需要嚴(yán)格對(duì)水量進(jìn)行控制，選擇小水量的方式，提升開(kāi)孔效果。②鉆進(jìn)。井下鉆進(jìn)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)多次停鉆的情況，這類(lèi)情況需要不斷的展開(kāi)對(duì)鉆頭的提離孔底，殘余碎屑和巖石會(huì)對(duì)鉆進(jìn)造成影響。因此，需要做好對(duì)鉆頭和孔底磨合工作，避免出現(xiàn)鉆頭損壞的情況。

3影響礦井瓦斯地質(zhì)的主要因素

3.1煤本身具有的性質(zhì)

煤對(duì)瓦斯具有一定的吸附能力，這是有煤的孔隙和品質(zhì)決定的，不同煤種的瓦斯含量不同。煤在形成初期，結(jié)構(gòu)較為疏松，孔隙較大，存在較多的游離瓦斯。但是這個(gè)階段的煤質(zhì)主要以褐煤為主，受到煤物化的影響沒(méi)有形成大量瓦斯。后期煤受到地質(zhì)的影響，匯集在一起，縫隙縮小，形成堅(jiān)固的煤炭，吸引瓦斯附屬的功能下降，煤質(zhì)受自然條件影響不斷變化，內(nèi)部就會(huì)銜生出許多細(xì)小的縫隙，最后形成無(wú)煙煤，對(duì)瓦斯具有較強(qiáng)的吸附能力。但是不是煤對(duì)瓦斯吸附能力強(qiáng)，含有瓦斯量就越大。

3.2煤層賦存要求

處于煤層中間的瓦斯，受到底層的壓力，就會(huì)在煤層中不斷活動(dòng)，其活動(dòng)幅度的大小和煤層、圍巖的浸透程度密切相關(guān)。其浸透程度越大的圍巖，瓦斯散發(fā)的越快，反之瓦斯就會(huì)被存儲(chǔ)在煤層中。瓦斯能在水中溶解，瓦斯會(huì)隨著底下水的流動(dòng)而散發(fā)。另外，瓦斯的含量也受到水分子的影響，它能使煤的表面對(duì)瓦斯的吸著功能有所下降。因此，含水量較多的煤層，其瓦斯含量相對(duì)就少。

3.3地質(zhì)構(gòu)造因素的影響

同一個(gè)礦區(qū)中瓦斯含量不同的主要原因是因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造的區(qū)別。通常來(lái)說(shuō)，開(kāi)放性斷層的地質(zhì)瓦斯含量較少;壓性斷層瓦斯含量較多。地質(zhì)構(gòu)造是影響瓦斯存儲(chǔ)的最重要因素之一。對(duì)于封閉型地質(zhì)構(gòu)造可以把瓦斯進(jìn)行封閉，開(kāi)放性地質(zhì)構(gòu)造可以合理的排放瓦斯。瓦斯的噴出一般發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造被破壞地帶、溶背斜、儲(chǔ)瓦斯區(qū)等區(qū)域，這是瓦斯噴出的最佳渠道，對(duì)于礦井的安全生產(chǎn)起著關(guān)鍵性的作用。

4煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查要求

4.1煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查的相關(guān)要求

為實(shí)現(xiàn)瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查，需要結(jié)合相關(guān)施工要求，保障煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查效果，具體的幾點(diǎn)要求如下。①由疏到密，控制頂?shù)装?。借助瓦斯抽采鉆孔，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層的探查，其主要目的是發(fā)現(xiàn)煤層異常，針對(duì)這種情況，需要遵循由疏到密的施工需求。結(jié)合獲取的資料信息，實(shí)施有效的地質(zhì)分析。另外，對(duì)于抽采鉆孔，需要實(shí)施有效的優(yōu)化布置，保障抽采均衡。②資料記錄，異常標(biāo)注。在具體的瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查中，需要具有相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)的人員實(shí)施，并做好各項(xiàng)資料的整理與記錄工作，在結(jié)合信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)施有效數(shù)據(jù)處理工作，并展開(kāi)有效的異常標(biāo)注工作，包括具體動(dòng)力現(xiàn)象發(fā)生位置，結(jié)合其他信息，確定具體異常位置。

4.2掘進(jìn)巷道前方隱伏構(gòu)造探測(cè)

為明確煤層隱伏的煤厚變化情況，可結(jié)合頂板連續(xù)控制方式，可在頂?shù)装迨┕ゃ@孔，按照一定的仰角俯角向頂?shù)装暹M(jìn)行鉆探，進(jìn)而確認(rèn)頂?shù)装逦恢?。在具體鉆孔設(shè)置時(shí)，需要注意鉆孔長(zhǎng)度，避免鉆孔過(guò)長(zhǎng)的情況，導(dǎo)致鉆孔彎曲情況。隨著巷道掘進(jìn)的進(jìn)行，間隔一段距離設(shè)置鉆孔，從而達(dá)到頂?shù)装宓目刂?。擇取這種方式，能夠適應(yīng)XX礦的需求，有效控制鉆孔的基本參數(shù)。如果掘進(jìn)施工過(guò)程中，出現(xiàn)隱伏斷層，即便僅存在1m落差，頂?shù)装蹇刂频姆绞揭部蓪?shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的探明，再采取具有針對(duì)性的措施，可以達(dá)到快速處理瓦斯危害的目的，實(shí)現(xiàn)防突。

4.3起拔鉆探工藝

起拔鉆探工需要詳細(xì)的分析。對(duì)于上述環(huán)境中出現(xiàn)卡鉆或是停鉆的情況，則需要展開(kāi)對(duì)起拔鉆的設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)中需要對(duì)起拔鉆的排渣機(jī)理、參數(shù)變化等展開(kāi)分析，重視對(duì)起拔壓力的分析，避免給進(jìn)壓力過(guò)大的情況，從而保障起拔鉆的效果。如果出現(xiàn)坍塌時(shí)，則選擇聯(lián)合式坍塌的排渣方式，停止鉆進(jìn)，騰出空間，停止注水，關(guān)閉泥漿泵。緩緩活動(dòng)鉆具，實(shí)現(xiàn)鉆孔通暢。

結(jié)束語(yǔ)

本文研究分析，煤礦瓦斯地質(zhì)精細(xì)勘查技術(shù)，先對(duì)該項(xiàng)技術(shù)意義進(jìn)行闡述，詳細(xì)分析其具體工作內(nèi)容及相關(guān)施工要求，最后結(jié)合XX礦的實(shí)際情況，研究分析瓦斯精細(xì)勘查技術(shù)的基本情況。結(jié)果證實(shí)，該項(xiàng)技術(shù)能夠查明煤層內(nèi)的隱伏結(jié)構(gòu)，包括小斷層、褶曲等，借助有效的瓦斯抽放措施，可實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的治理，降低安全隱患。

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