涌山煤礦36-465 石門五煤瓦斯參數(shù)測(cè)定實(shí)踐

華國進(jìn) 朱承梁

（江西煤業(yè)集團(tuán)景德鎮(zhèn)分公司，江西 景德鎮(zhèn) 333300）

1 概述

樂平礦務(wù)局涌山煤礦位于江西省樂平市涌山鎮(zhèn)，礦井采用斜井開拓方式，煤層平均傾角為65～75 度，巖性破碎，地質(zhì)變化大，煤系地層厚度大約310～520m， 含有煤八層， 煤層總厚度為24.16m。 煤層變化大，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，含有夾矸2～3 層，煤種均為低磷、低中硫的無煙煤，其中二、五、八煤為主采煤層，三、四、六、七煤為26 采區(qū)、32 采區(qū)可采，其它采區(qū)為不可采煤層，開采煤層均為突出煤層。 2010 年礦井核定生產(chǎn)能力為20 萬噸/年。隨著三水平36 采區(qū)的開拓，從防止煤與瓦斯突出，保障礦井安全生產(chǎn)出發(fā)，需重新對(duì)所有煤層進(jìn)行瓦斯參數(shù)測(cè)定。 涌山煤礦在2012 年6 月到8 月期間同撫順煤研院合作， 共同對(duì)三水平36-465 石門煤層進(jìn)行了瓦斯參數(shù)測(cè)定實(shí)踐。

2 瓦斯參數(shù)測(cè)定

2.1 煤層瓦斯含量

在涌山煤礦36 采區(qū)負(fù)465 水平石門五煤進(jìn)行煤層瓦斯含量測(cè)定是采用直接清樣參數(shù)測(cè)定法進(jìn)行的。 36-465 煤層瓦斯含量測(cè)定是根據(jù)礦井自身?xiàng)l件，在撫順煤研院專業(yè)技術(shù)人員的幫助下進(jìn)行了36-465 水平五煤煤層的瓦斯含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)。采用撫順煤研院的解吸速度測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定， 測(cè)得0.6h～2.1h存在的瓦斯解吸量q2，并找到了解吸時(shí)間變化的規(guī)律性，然后把取出的煤樣瓶拿到化驗(yàn)室測(cè)出其殘存瓦斯量q3。

36-465 石門取出測(cè)定瓦斯含量煤樣2 組數(shù)據(jù) （1 號(hào)孔、2號(hào)孔），煤層瓦斯損失量的計(jì)算是將解吸量、損失量及殘存量等數(shù)據(jù)按經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。 因?yàn)槲迕? 號(hào)孔在施工的過程中與36-475 石門的一個(gè)小垮區(qū)貫穿，以致瓦斯逸散，出現(xiàn)此次測(cè)出的瓦斯含量與1# 孔有偏差， 所以測(cè)定的瓦斯含量以1# 孔為準(zhǔn)。

圖1 五煤層1# 孔瓦斯解吸量

圖2 五煤2# 孔瓦斯解吸量

2.2 煤層孔隙率

涌山煤礦36-465 水平五煤瓦斯含量92%以上是以吸附狀態(tài)賦存在煤層里。 36-465 水平五煤煤層孔隙率的測(cè)定是在撫順煤研院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的， 主要是通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的煤樣，測(cè)定本煤層的真假密度來計(jì)算煤層孔隙率，煤層孔隙率測(cè)定結(jié)果如表1。

表1 煤樣孔隙率測(cè)定結(jié)果表

2.3 瓦斯衰減系數(shù)

在涌山礦36-465 石門五煤底板10m 打一個(gè)鉆孔， 測(cè)出36-465 水平五煤煤層的自然瓦斯涌出量， 將測(cè)得數(shù)據(jù)按最小二乘法回歸求出衰減系數(shù)。

圖3 涌山煤礦五煤瓦斯流量衰減系數(shù)

表2 五煤瓦斯衰減系數(shù)計(jì)算結(jié)果表

2.4 煤層透氣性系數(shù)

涌山礦36-465 石門五煤煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定方法是：

(1)36-465 水平五煤煤層，瓦斯含量系數(shù)的測(cè)定是依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的煤層原始瓦斯含量和瓦斯壓力，反推出確定瓦斯含量系數(shù)， 利用計(jì)算公式α=X·γ/P0.5通過計(jì)算得出36-465 五煤層的含量系數(shù)如表3。

表3 五煤瓦斯含量系數(shù)表

(2)對(duì)煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定。 垂直本煤層打測(cè)壓鉆孔，對(duì)打好的鉆孔進(jìn)行密封并測(cè)出煤層原始瓦斯壓力；當(dāng)測(cè)壓鉆孔的瓦斯壓力穩(wěn)定于最高值后，取下壓力表將鉆孔內(nèi)壓力降至大氣壓力，使鉆孔自然排放瓦斯，并測(cè)定鉆孔瓦斯流量，而后代入相關(guān)公式計(jì)算得出煤層透氣性系數(shù)。

通過對(duì)涌山煤礦36-465 水平五煤瓦斯壓力和流量的實(shí)測(cè)，得出涌山煤礦五煤煤層透氣性系數(shù)見表4。

表4 透氣性系數(shù)計(jì)算結(jié)論

根據(jù)鉆孔流量衰減系數(shù)、煤層透氣性系數(shù)，利用煤層瓦斯抽放困難程度表，可以得出煤層瓦斯抽放的困難程度，詳見表5。

表5 煤層瓦斯抽放困難程度表

對(duì)照以上方法可以得出結(jié)果， 涌山礦五煤鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為0.5654d-1，透氣性系數(shù)為0.048m2/(MPa2.d)，抽放效果差煤層。

3 結(jié)語

以上測(cè)定結(jié)果得出涌山煤礦五煤為難易抽采煤層， 煤層透氣性差，瓦斯含量高，壓力大，為突出煤層，今后瓦斯治理的方案為預(yù)抽及開采保護(hù)層。 通過對(duì)36 采區(qū)-475 石門五煤的瓦斯參數(shù)測(cè)定，解決了涌山煤礦36 采區(qū)五煤的瓦斯參數(shù)問題。 根據(jù)此次測(cè)定的結(jié)果為今后涌山煤礦在36 采區(qū)五煤瓦斯治理工作提供了有效的依據(jù)， 為礦井的安全生產(chǎn)提供可靠的保證，以利于礦井實(shí)現(xiàn)安全發(fā)展、科學(xué)發(fā)展。