煤層瓦斯測(cè)定技術(shù)的應(yīng)用范文

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《能源與節(jié)能雜志》2014年第八期

1煤層瓦斯含量直接測(cè)定原理

煤層瓦斯含量直接測(cè)定的原理是：首先劃分地質(zhì)單元，通過實(shí)驗(yàn)室測(cè)得該地質(zhì)單元煤體常壓下的瓦斯不可解吸量Qc。在該地質(zhì)單元日常測(cè)定過程中，通過及時(shí)收集計(jì)算測(cè)點(diǎn)的可解吸瓦斯含量Qm。測(cè)點(diǎn)可解吸瓦斯含量Qm與該地質(zhì)單元煤體常壓下的瓦斯不可解吸量Qc之和就近似為該點(diǎn)煤體的瓦斯含量Q。在實(shí)際過程中，按評(píng)判要求設(shè)計(jì)取樣點(diǎn)，通過鉆進(jìn)的方式從煤體預(yù)定取樣點(diǎn)取出新鮮煤樣，煤樣立即裝入密封罐中測(cè)量煤樣的瓦斯解吸速度及入罐釋壓解吸量（記錄一段時(shí)長(zhǎng)的逸出解吸瓦斯氣體體積，一般不少于45min），并以此來推算入罐前損失的可解吸量；在地面實(shí)驗(yàn)室測(cè)量運(yùn)樣過程釋放出的瓦斯量（該量與入罐釋壓解吸量之和為可測(cè)量瓦斯解吸量），然后分取2份等重的煤樣裝入密封的粉碎系統(tǒng)加以粉碎，測(cè)量在粉碎過程及粉碎后一段時(shí)間常壓下所解吸出的瓦斯量，并以此平均計(jì)算瓦斯殘余可解吸量；再借助水分測(cè)定系統(tǒng)、氣體成分測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定氣體組份進(jìn)行校正，求取可解吸瓦斯含量：損失可解吸量、可測(cè)量瓦斯解吸量和殘余可解吸量之和就是該點(diǎn)煤體可解吸瓦斯含量[2]。煤層瓦斯含量直接測(cè)定法工藝流程圖如圖1所示。

2煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)應(yīng)用

2.1煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)在寺河礦現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用寺河礦在2006年至2007年對(duì)煤層瓦斯含量直接測(cè)定裝置進(jìn)行研究完善，2008年至2010年在礦井高瓦斯區(qū)進(jìn)行了煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)的工業(yè)性試驗(yàn)，裝備了瓦斯研究室，收集了大量數(shù)據(jù)完成了與間接測(cè)法的對(duì)比工作，2010年通過企標(biāo)確定以煤層瓦斯含量直接測(cè)定為抽采達(dá)標(biāo)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)并推廣到西部突出區(qū)和全局，目前掘進(jìn)工作面每向前推進(jìn)60m，直接測(cè)定斯含量6個(gè)～9個(gè)。寺河礦利用實(shí)測(cè)煤層瓦斯含量結(jié)果定期對(duì)瓦斯等值線圖、瓦斯地質(zhì)圖進(jìn)行修正，使之更有效地指導(dǎo)生產(chǎn)。

2.2煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)在區(qū)域防突中的應(yīng)用煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)可實(shí)現(xiàn)井下快速、高效測(cè)定煤層瓦斯含量。因此，采用殘余瓦斯含量指標(biāo)進(jìn)行區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)及區(qū)域措施效果檢驗(yàn)———預(yù)抽效果評(píng)價(jià)可滿足寺河礦高產(chǎn)高效的需要，寺河礦以實(shí)測(cè)瓦斯含量為基礎(chǔ)制定瓦斯治理的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、瓦斯治理評(píng)價(jià)體系，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)納入通風(fēng)瓦斯災(zāi)害預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面瓦斯涌出情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)報(bào)警[3]。

2.2.1煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)在區(qū)域預(yù)測(cè)中的應(yīng)用根據(jù)煤層瓦斯含量直接測(cè)定的數(shù)據(jù)，對(duì)照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》第四十三（三）的規(guī)定要求：“如果沒有或缺少煤層瓦斯壓力資料，也可根據(jù)煤層瓦斯含量進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)所依據(jù)的臨界值應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)考查確定，在確定之前，煤層瓦斯含量大于等于8m3/t的區(qū)域?yàn)橥怀鑫ｋU(xiǎn)區(qū)。”可進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)，在2010年以后，寺河礦煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)對(duì)未抽采區(qū)域進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定西井區(qū)未實(shí)施區(qū)域措施之前具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。

2.2.2煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)在預(yù)抽效果評(píng)價(jià)中的應(yīng)用寺河礦西井區(qū)W2301工作面處于井上下聯(lián)合抽采解放區(qū)域，經(jīng)抽采量計(jì)算抽采達(dá)標(biāo)后，需在掘進(jìn)過程中取樣量化評(píng)價(jià)，應(yīng)用示例如下。a)W2301工作面11/15巷7#—8#橫川處取樣鉆孔參數(shù)及實(shí)測(cè)含量表。W23011/15巷7#—8#橫川處共施工6個(gè)取樣鉆孔，鉆孔參數(shù)見表1；b)煤層瓦斯含量測(cè)定情況及結(jié)果分析。上述6個(gè)煤樣的實(shí)測(cè)煤層瓦斯含量均小于8m3/t，其中1-2#與3-2#2個(gè)煤樣分別在W23011、W23015巷道輪廓線外20m，且2-2#煤樣距W23012/13巷4#橫川處85m。上述數(shù)據(jù)表明，6個(gè)煤樣的實(shí)測(cè)煤層瓦斯含量均小于8m3/t，表明區(qū)域措施有效，抽采達(dá)標(biāo)，可以掘進(jìn)。

3結(jié)語

a)煤層瓦斯含量直接測(cè)定裝置，實(shí)現(xiàn)半天內(nèi)同一鉆孔在煤層煤體的30m、60m、80m、120m取樣進(jìn)行瓦斯含量量化評(píng)價(jià)，時(shí)間短、效果好，符合井下巷道掘進(jìn)、工作面回采進(jìn)行預(yù)抽效果評(píng)價(jià)的要求，并可準(zhǔn)確分析出超標(biāo)單元點(diǎn)及超標(biāo)條帶位置，及時(shí)針對(duì)性地對(duì)檢出超標(biāo)單元實(shí)施補(bǔ)充措施，區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)及區(qū)域措施效果檢驗(yàn)高效準(zhǔn)確，可滿足寺河礦在高突條件下建設(shè)高產(chǎn)高效礦井的要求；b)煤層瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)通過在寺河礦的應(yīng)用，形成了符合寺河礦區(qū)條件下的快速準(zhǔn)確測(cè)定瓦斯含量、及時(shí)進(jìn)行抽采達(dá)標(biāo)評(píng)判的工藝和方法，解決了寺河礦在高突條件建設(shè)高產(chǎn)高效礦井所遇的瓦斯量化評(píng)價(jià)的課題，保證了寺河礦連續(xù)7a穩(wěn)產(chǎn)千萬噸。

作者：趙彬單位：山西晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司東大煤礦