數(shù)據(jù)分析在瓦斯抽采管路和鉆孔維護(hù)管理中的應(yīng)用

陳明霞

（山西潞安集團(tuán)漳村煤礦抽采科，山西 長(zhǎng)治 046032）

隨著科技的發(fā)展，通過(guò)積累的大量數(shù)據(jù)分析了解現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題已然成為新的趨勢(shì)。實(shí)時(shí)積累各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)變化情況，并進(jìn)行分析則可以很快地發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，更加快速地解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。在瓦斯治理過(guò)程中，瓦斯?jié)舛鹊淖兓苯佑绊懼w抽采效果，當(dāng)濃度變低時(shí)必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的排查，發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題并加以解決，來(lái)保證抽采濃度的變化在規(guī)定的范圍內(nèi)。

1 工作面現(xiàn)況

根據(jù)漳村煤礦2018～2019年采掘銜接規(guī)劃，該礦2603工作面圈成時(shí)間為2019年4月，回采開(kāi)始時(shí)間為2020年4月，最短預(yù)抽期為12個(gè)月，工作面預(yù)測(cè)煤層最大瓦斯含量為11.5m3/t，抽采達(dá)標(biāo)需抽采噸煤瓦斯量為4.86m3/t。2603工作面采取普通鉆孔預(yù)抽無(wú)法滿(mǎn)足抽采達(dá)標(biāo)要求[1]，另根據(jù)其他煤礦水力造穴增透技術(shù)效果優(yōu)于水力割縫效果，故在2603工作面采取水力造穴增透強(qiáng)化抽采。

2 水力造穴抽采面臨的問(wèn)題

水力造穴會(huì)在鉆孔內(nèi)部產(chǎn)生大量的煤渣，水鉆施工更是在孔內(nèi)部形成巨量煤泥，這些煤泥難以通過(guò)鉆孔施工、沖孔等過(guò)程排出，在下向鉆孔、造穴以及遇巖等情況下煤泥在孔內(nèi)堆積量非常大[2]。在鉆孔并網(wǎng)帶抽后，綜采工作面巷道內(nèi)四五百個(gè)以上本煤層孔及鄰近層孔由于負(fù)壓帶抽的原因，其孔內(nèi)沉積的水煤會(huì)被吸到孔口，沿著抽采系統(tǒng)末端，通過(guò)51軟管、匯流管、108軟管吸入到工作面426主管路中。

這些煤泥會(huì)在抽采系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)管路堆積，阻塞瓦斯抽采通道，并且極難管理，清理一次，帶抽就重復(fù)堵塞。日積月累，不但造成維護(hù)工作量大，而且嚴(yán)重影響工作面抽采效果，影響人工觀測(cè)數(shù)據(jù)及在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，更甚至于導(dǎo)致426管路重量超出吊掛強(qiáng)度，導(dǎo)致大面積落管，極其危險(xiǎn)[3]。

3 數(shù)據(jù)分析現(xiàn)場(chǎng)提濃

2019年3月2日 2603運(yùn)巷426瓦斯管路孔板測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)生異常變化，濃度由3.48%降至2.74%，混量由40.12m3/min升高至75.47m3/min，純量由1.39m3/min升高至2.06m3/min，負(fù)壓仍為24kPa。

3.1 數(shù)據(jù)回收分析

2603運(yùn)巷426瓦斯管路數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)主要由兩部分構(gòu)成：一是通過(guò)在線監(jiān)控每?jī)尚r(shí)讀取存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；二是每天通過(guò)人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。2603運(yùn)巷主管數(shù)據(jù)變化得知混量異常增高，濃度下降，純量增高[4]。首先是進(jìn)行井下人工數(shù)據(jù)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際抽采數(shù)據(jù)濃度為2.84%，通過(guò)分析近期濃度數(shù)據(jù)，濃度降低范圍不在正常衰減率數(shù)值內(nèi)，必須進(jìn)行數(shù)據(jù)分析現(xiàn)場(chǎng)提濃處理。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)提濃處理方法

3.2.1 排查漏氣環(huán)節(jié)

濃度變化，現(xiàn)場(chǎng)必然存在不可忽視的各種因素。一方面提高濃度，另一方面確保人力投入的有效利用。排查井下主管、鉆孔孔口、匯流管等部位是否有大面積漏氣情況導(dǎo)致主管混量異常增大并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔濃度進(jìn)行人工觀測(cè)[5]。由專(zhuān)人對(duì)2603運(yùn)巷現(xiàn)場(chǎng)排查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)井下主管、鉆孔孔口、匯流管等重要部位有異常漏氣情況，數(shù)據(jù)變化仍然不大。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況得出無(wú)大面積漏氣問(wèn)題后，進(jìn)行下一步的處理。由于井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，噪音較多，一些細(xì)小的漏氣在工作中很容易被忽視。利用一周時(shí)間更詳細(xì)地進(jìn)行漏氣排查處理，即對(duì)孔嘴口密封圈、孔板連接處等精密小部件環(huán)節(jié)進(jìn)行了全面的排查，確保每一次都處于嚴(yán)密狀態(tài)。在排查過(guò)程中并未發(fā)現(xiàn)過(guò)多的細(xì)小漏氣環(huán)節(jié)[6]。

3.2.2 管路煤渣沖洗

抽采管路無(wú)漏氣問(wèn)題的存在，管路內(nèi)的煤渣清理也是目前該工作面采用打鉆方式所處理的一種必要途徑。2603運(yùn)巷東西幫匯流管、108管及放水器沖洗煤渣，每處理一組鉆孔后，對(duì)該組鉆孔匯流管、彎頭、三通、4寸孔板、Φ108管以及放水器進(jìn)行排渣處理[7]。同時(shí)，放水器不正常工作的需立即更換或者維修。本階段處理完成后，2603運(yùn)巷主管濃度數(shù)據(jù)有提高趨勢(shì)，但提高不明顯，由2.8%提升至3.0%。

3.2.3 鉆孔通孔排渣

初步分析本階段處理問(wèn)題不是主管濃度低的主要原因。在排查處理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)2603運(yùn)巷東幫存在73個(gè)濃度低于3%的鉆孔，其中濃度低于1%的鉆孔45個(gè)，占比60%；西幫存在24個(gè)濃度低于3%的鉆孔，其中濃度低于1%的鉆孔6個(gè)，約占25%。

經(jīng)過(guò)了全覆蓋的排查管路漏氣及處理管路中的煤渣問(wèn)題后，發(fā)現(xiàn)其濃度有再提升的空間，再次對(duì)2603運(yùn)巷巷道口及巷道正頭分別向巷道中間對(duì)低濃度鉆孔進(jìn)行通孔提濃工作[8]。由于此次通孔工作量較大，每周安排35個(gè)鉆孔進(jìn)行通孔。一周后，由測(cè)量人員對(duì)通孔濃度進(jìn)行復(fù)測(cè)，其中共完成了63個(gè)低濃度鉆孔的通孔工作。低濃度鉆孔通孔后，所通鉆孔中90%的鉆孔濃度提升明顯，由原來(lái)低于3%提高至10%左右，最高提高至30%，而10%的鉆孔通孔后濃度未見(jiàn)明顯提升，其中提濃鉆孔較明顯的數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 鉆孔通孔前后數(shù)據(jù)對(duì)比

以上三個(gè)階段進(jìn)行過(guò)程中，2603運(yùn)巷主管濃度均在提升，其中第三階段濃度提升幅度最大。426主管數(shù)據(jù)3月2日濃度2.74%，混量75.47m3/min，純量2.06m3/min，負(fù)壓24kPa；4月20日濃度5.02%，混量63.92m3/min，純量3.32m3/min，負(fù)壓30kPa。變化曲線如圖1所示。

圖1 瓦斯提濃變化曲線

4 結(jié)束語(yǔ)

瓦斯抽采過(guò)程中無(wú)論是在線監(jiān)控還是人工觀測(cè)，整個(gè)過(guò)程都將積累大量的數(shù)據(jù)。每個(gè)工作面現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不同，施工要求不統(tǒng)一，施工特點(diǎn)不一樣，因此各個(gè)工作地點(diǎn)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)搜集大量數(shù)據(jù)，針對(duì)該工作地點(diǎn)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行可靠的分析，同時(shí)數(shù)據(jù)的變化也可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變化環(huán)境有初步的掌握。

此次通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的變化，采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施來(lái)校驗(yàn)提濃效果，可以有效地發(fā)現(xiàn)適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化的維護(hù)措施，一方面保證了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，另一面減少了人力工作強(qiáng)度，為保證抽采效果達(dá)到最優(yōu)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。