預抽煤層瓦斯防突效果的評價方法分析

肖揚

摘 要：本文主要針對煤層中殘存的瓦斯量直接測定評價方法以及煤層瓦斯防抽汲效果以及現場的實際應用狀況進行了分析。通過實踐應用證明，這種方法在實際應用過程中具有簡單方便、準確可靠等優點，能夠直觀的將抽放后煤層中的瓦斯實際的分布狀況進行直觀反映，能過有效促進煤層防突管理工作的發展。

關鍵詞：煤層;瓦斯預抽;防突;評價;方法

對于煤礦礦井實際進行區域性防突工作的過程中預抽煤層瓦斯是一種非常重要的方向。煤層瓦斯預抽能過讓礦井區域瓦斯的含量以及壓力得到有效下降，由此就能進一步增強煤層的透氣性，有效提升煤的堅固性，促進煤層地應力的下降，這樣就能充分消除煤層中存下的突出危險性。

1 瓦斯預抽計算評價

根據我國建立的關于煤層瓦斯突出問題相關管理細則，煤礦必須要充分保證煤層瓦斯的預抽率超過25%。在實際這對煤層瓦斯預抽率計算的過程中主要是通過鉆孔控制范圍內的煤層瓦斯的儲存量以及瓦斯實際的抽放量來進行計算，但是在煤礦實際生產現場利用這種方式進行計算的過程中主要存在以下一些問題：①多數情況下煤礦僅僅會針對井下的工作面以及采區才會設置計量裝置，如果礦井實際的抽放量相對較小，那么就會導致計量儀表實際的讀數顯示出現較大誤差，從而實際針對瓦斯的抽汲量計量缺乏基本的準確性;②在現場施工過程中很難實現鉆孔的軍部，而且實際鉆孔的長度以及位置也存在較大的差別，由此也會導致各個鉆孔實際的抽放量也存在較大的差異;③由于地下的煤層是一個完整的整體，因此，當瓦斯抽汲完成后還必須要對抽空區外部瓦斯補充進行嚴格控制，但是在進行能量補充的時候，很難實現精確掌握;④整個煤層群體中瓦斯的抽放量以及外界煤線、圍巖等的瓦斯量很難實現精確估量。種種不確定的因素都會導致在實際進行瓦斯抽汲率計算的時候會存在較大的誤差，對實際的瓦斯預抽防突效果評價的準確性以及可靠性也會產生較大的影響[1]。鑒于此，本文提出了一種針對煤層殘存瓦斯量直接進行測定并以此來評定預抽瓦斯防突效果的方法。

2 直接測定煤層中殘存瓦斯量確定預抽汲率的方法

2.1 應用瓦斯解吸儀直接測定瓦斯含量

通過引進國外先進的電熔柵自動瓦斯解吸儀，利用該儀器就能實現煤層沒解吸瓦斯含量以及煤層評價突出危險傾向等各種參數的直接測定，將煤樣的可解吸瓦斯總量以及在常壓下瓦斯含量進行相加后就能得出煤樣實際的瓦斯含量。如果煤層沒有受到采動影響，或者在沒有進行抽放的條件下實際檢測出的煤樣的瓦斯含量就是煤層原始的瓦斯含量，相反的情況下計算出來的就是煤層殘存的瓦斯含量。

在現場實際應用的過程中將該解吸儀與負壓抽吸式煤屑采樣器進行結合使下圖一所示為高負壓抽吸式煤屑采樣器，充分利用采樣器在運行過程中形成的負壓，并結合煤礦專用空心鉆桿以及空口三通器等就能在煤層預定的深度位置準確的采集到煤樣，而且也能進一步提升煤樣采集得的效率，充分保證了解吸儀測量的準確性以及可靠性，在實際檢測過程中最大的采樣檢測深度能夠達到22m，整個煤樣采集的時間不會超過1min[2]。

2.2 煤層瓦斯抽汲率的計算

充分利用解吸儀能夠直接交煤層瓦斯含量進行直接測定，或者通過煤層突出危險傾向的K1值能夠直接計算出煤層瓦斯含量。在煤礦實際生產過程中，我也會收到采掘巷道或者鉆孔等因素的影響，實際計算結果都應該是煤層中瓦斯的殘存含量;而在一些特殊情況下當鉆孔深度達到12～15m的時候，實際測定的結果就可以被認為是煤層原始的瓦斯含量。而大多數情況下都需要通過現場實際測試煤層瓦斯壓力，并將其與實驗室測定出的煤樣的吸附常數以及孔隙率進行結構和計算，由此就可以得出煤層瓦斯預抽率的計算公式。

η=（q0-q）/qv

上述公式中η表示的是煤層瓦斯預抽率，%;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 直接測定殘存瓦斯量評價預抽效果的應用

3.1 主要應用情況

通過直接測定煤層殘存瓦斯含量，并以此來對煤層預測效果進行評價但實際應用主要有以下三種情況：

①針對煤層開采中保護層大面積煤柱影響區域。某煤礦其中一個煤層在開車出去，由于被用來當做保護層，導致煤層中留下了大量的未開采煤柱，而再跟該煤層的下部存在面積非常大且具有嚴重突出現象的未受保護區煤層，針對該區域實施的防突措施充分運用了穿層以及本層鉆孔綜合預抽煤層瓦斯的方法;②直接開采嚴重突出危險煤層。某礦井下K2煤層自身構造相當復雜，而且由于被用作保護層導致其薄化范圍非常大，針對該煤層主要采取了底板穿層鉆孔長時間預抽瓦斯施工后，針對該煤層上不存在嚴重突出危險的K1煤層進行開采;③石門揭開突出危險煤層。針對某礦井140m水平NWC4抬高石門，針對該危險煤層主要采取了穿層鉆孔集中抽放瓦斯的方式，從而揭開了整個煤層群中存在的多處嚴重突出危險的煤層。

3.2 預抽計算結果比較

針對上述礦井140m水平NWC4抬高石門以及K2煤層實際預抽瓦斯的情況，通過直接測定煤層殘存瓦斯并利用抽放統計量等方法結合計算出了兩個煤層的預測率。通過對預測率進行分析比較可以發現，針對回采工作面如果按照抽放量來直接進行預籌率計算，其計算結果要比按照平均殘存率計算出的瓦斯預測率高出35～%40%。而針對石門揭煤，由于實際進行計算的煤層范圍內瓦斯儲量相對較小，因此實際計算出了煤層瓦斯儲量要遠遠小于預測量，而且隨著抽放時間的不斷延長，超出瓦斯儲量的部分也會越多。由此可見，就按照殘存量來進行瓦斯抽放率的計算，才能讓計算結果與實際情況更加接近。

3.3 預測評價方法實際應用效果

在上述分析中在充分利用預抽瓦斯后針對回采工作面以及揭開的突出危險煤層進行了開采，由于在實際進行煤層瓦斯預抽效果檢驗的過程中主要使用的是直接測定煤層殘存瓦斯這樣的方法，整體對煤層瓦斯預抽效果的評價準確性及可靠性都比較高，在此基礎上也能對瓦斯預抽過程中出現的不均勻現象進行全面了解。針對一些預抽效果評價不充分的地段，采取了相應的補充抽放以及局部防突等措施，使得整個煤層回采安全性得到了有效保障，針對具有突出危險的煤層開采過程中能夠實現對突出事故的有效控制，在此前提下為煤礦企業有效的提升了經濟效益。

4 結束語

在大量的實踐中證明，充分利用直接測定從瓦斯量的方法來針對煤層瓦斯防突效果進行評價具有操作簡單，評價結果準確可靠等優點，利用該方法不僅能夠煤層瓦斯實際的下降程度進行直觀的反映，而且簡單對煤層瓦斯預抽過程中出現的不均勻現象具體分布情況進行全面了解，由此就能進一步提升在經過馬思域車后突出危險煤層防突管理效率。目前，針對煤層取樣的新型配套設備也逐漸趨于完善，由此可見，在預抽瓦斯效果評價方法不斷完善和改進的過程中，將會進一步推動預抽瓦斯區域性防突措施在煤礦的推廣應用。

參考文獻：

[1]王松.寺河礦區域預抽煤層瓦斯防突效果評價方法及臨界值的研究[D].鄭州：河南工大學，2011.

[2]昌孝存.突出厚煤層瓦斯立體抽放鉆孔布置工藝與效果分析[A].國家煤礦安全監察局、中國煤炭工業協會.探索建立煤礦區煤層氣立體抽采與經濟利用產業化體系，推動煤礦瓦斯治理、立體抽采技術示范與煤層氣資源綜合利用——全國煤礦瓦斯抽采利用與通風安全技術現場會煤礦瓦斯抽采與通風安全論文集[C].國家煤礦安全監察局、中國煤炭工業協會：2013：6.