煤礦瓦斯基礎參數測試及治理技術研究

郭小輝

【摘要】礦井瓦斯災害是煤礦行業五大安全自然災害中最重要的，一直制約著我國各個煤礦生產效率的不斷提高，一直以來嚴重威脅著煤礦的日常生活生產和井下每一位工人的生命安全。隨著開采深度的不斷增加，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害的綜合措施，最終解決一些地方瓦斯超限的問題。對煤礦進行瓦斯基礎參數考察研究是非常必要的。

【關鍵詞】基礎參數 徑向流量法 透氣系數

瓦斯基礎參數，主要是指煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、煤層透氣性等參數。瓦斯壓力參數，一方面可據此加上其他參數判定煤層的突出危險性，同時又可據該參數得到煤層瓦斯含量。而煤層瓦斯含量、透氣性等，是煤礦瓦斯抽采基本參數，是決定煤礦瓦斯儲量、預測煤礦瓦斯抽采率、決定相應瓦斯抽采方式的主要依據。

一、煤礦瓦斯基礎參數測試

1.瓦斯壓力測定

按照《MT/T638煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定法》的規定，煤層瓦斯壓力測定方法是，利用已有巖石巷道或重新作專門考察巷道，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定值即得到煤層瓦斯表壓力。測定煤層瓦斯壓力成敗的關鍵是封孔技術，測定壓力鉆孔封孔后，既要保證壓力孔的煤孔段與測壓管、壓力表相通，又要保證測壓管、壓力表、壓力孔及相應連接裝置不漏氣。因此封孔技術特別重要，根據白皎煤礦測定煤層瓦斯壓力的成熟技術，仍用水泥漿機械封孔。為保證順利封孔，要求測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。封孔長度，根據壓力孔巖石段的特性，可為10～15m長。

測定瓦斯壓力，有時要等待很長的時間，壓力表才能穩定，最長的時間可到幾個月甚至一年。為了加快壓力測定速度，一般采用主動式測定壓力技術，即測定壓力孔封孔后，通過相關連接裝置，灌入高壓氮氣，如果孔內壓力大于煤層瓦斯壓力時，孔內氮氣向四周煤層擴散，孔內壓力降低。如果孔內壓力小于煤層瓦斯壓力時，則周圍煤層瓦斯擴散流入孔內。致使鉆孔內瓦斯壓力很快與煤層瓦斯平衡，即得到煤層瓦斯壓力。

2.瓦斯流量測定

瓦斯壓力孔完成壓力測定后，卸下壓力表，待孔內瓦斯壓力降低到與孔外壓力相等時，接上流量計（本試驗使用家用煤氣表），根據流量計的累計讀數決定等待時間，即可得到鉆孔單位時間的流量。由于鉆孔瓦斯流量一般隨時間的延長而逐漸下降，故鉆孔瓦斯流量的測定應持續一段時間。最后確定鉆孔瓦斯流量的衰減特性。

3.煤層瓦斯含量測定

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：瓦斯含量系數法、井下直接測定法、工作面鉆孔煤屑解吸法和高壓吸附法，其中井下直接測定法為最為普遍使用的方法。

二、加強礦井瓦斯治理的措施

1.強化瓦斯抽放，堅持先抽后采

正確理解“先抽后采”的邏輯關系，抽與采的先后關系應以保證安全的采掘活動為分界點。廣義上先抽后采的含義就是在先對地面或者是井下進行抽出瓦斯活動之后才進行建礦、采取開采以及工作面的開采，根據不同煤層的條件的具體情況確定那種預抽方式和預抽時間，在對高瓦斯突出的礦井，為了減小才具過程中瓦斯治理難度，可以通過瓦斯預抽使得煤層含量降低到一定值，保證開采工作的安全進行。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。就可以人為煤層已經不具有突出危險了。在瓦斯濃度超過百分之七時，礦井瓦斯抽放計劃中應該充分考慮瓦斯預抽、采動卸壓、采空區抽的方法，依據沒中抽放方法的特點，根據實際情況合理選擇，嚴格執行才能夠保證安全生產。

2.注重技術革新，制定應急措施

在進行礦井瓦斯治理的過程中，有關工作人員不僅要注重實踐工作的進行，同時也要重視技術以及安全問題，這些都是保障瓦斯治理順利進行的基礎。具體而言在實際的工作中，有關工作人員應從以下幾個方面人手：①建立預測體系，注重技術革新。瓦斯問題之所以難以治理就是因為在煤礦開采的過程中，對于瓦斯的位置，含量等難以預測。因此在今后的工作中有關人員應加大技術的投入，建立起有效的瓦斯預測體系，提高瓦斯的預測質量，提高瓦斯治理的效率。②注重安全管理，制定應急措施。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出，因此有關煤礦企業應積極制定出有效的安全管理制度，應針對可能出現的安全問題制定出行之有效的應急措施，以保障井下施工的安全。

3.對礦井瓦斯事故的范圍展開全面控制

其一，在開展井下開采工作時，需要實時跟蹤并監督工作的進度，并以井下實際情況為依據進行合理的調整。為達到這一要求，井下工作人員就需要對有關瓦斯的防治知識有一個全面、深刻的了解，從而確保發生瓦斯事故時，能做到沉著冷靜，盡快撤離事故現場，從而將瓦斯事故的危害范圍進行有效控制。其二，煤礦企業應當聘請相關學者及專家對生產人員展開培訓，定期進行瓦斯事故的現象模擬操練，全面鍛煉并培養工作人員處理緊急危害事故的能力，進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.加強對煤礦瓦斯治理的監督

煤礦企業的每個工作人員都要明確瓦斯治理的目的，認識到安全培訓的重要性。這關系著煤礦企業生產的安全性，決不能馬虎了事，要控制好安全培訓工作的進行。在安全培訓之前，一定要先對瓦斯處理的各種需求進行詳細的了解，確立合理的培訓計劃，重點要對瓦斯的相關知識進行培訓。使工作人員在實踐過程中提升他們的技能水平、安全意識和總體素質，有利于管理制度的完善。？要想實現煤礦企業的安全生產，就一定要建立合理的規章制度，并且要加強管理、執行力度。要建立完整、科學、公平的激勵機制，安全檢查活動要時常進行，保證煤礦企業的管理制度的規范化運行。在建立各項制度時，要結合實際，具體規范要盡量細化，使其具備一定的標準性、規范性和可行性。

結束語：相關數據表明，只有了解礦井的瓦斯基礎參數，處理好煤礦瓦斯治理和應用恰當的技術才能夠有效的避免瓦斯事故的發生，才能夠使得瓦斯資源變害為寶，為做好煤礦瓦斯抽采工作，提升礦井本質化安全水平，有效遏制煤礦瓦斯事故的發生，提供了有力保障。