防突实验室在矿山中的应用和指导意义分析

刘惠光

摘 要：随着开采的进行，矿山灾害治理成了矿井开采工作中首要面对的攻关问题，影响最大的就是煤与瓦斯突出事故。"防突实验室"，通过实验室的数据，大大减少的煤与瓦斯突出事故的发生。兴安煤矿通过实验室基本参数的研究，对矿井瓦斯灾害程度进行了区别，从而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指导了煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，实现矿井高产高效。

关键词：实验室 参数测定 突出危险预测 瓦斯治理 指导分析

前言：为准确及时地开展瓦斯参数及各项突出指标的测定工作，补充和完善瓦斯地质数据库，随时掌握井下各工作面的瓦斯变化，并进行突出危险性分析，确保矿井安全生产，兴安煤矿于2012年11月建成了防突实验室。

一、实验室建设的意义

煤矿企业建立瓦斯基本参数实验室后可以随着采掘工程的推进，随时测定煤层瓦斯基本参数，掌握煤层瓦斯的动态变化，进一步研究瓦斯分布规律，进而形成瓦斯预测分析结论，指导矿井安全高效生产。

1、落实《防治煤与瓦斯突出规定》的需要

按照已经颁布、执行的《防治煤与瓦斯突出规定》中明确规定，生产矿井新水平、新采区在开采前必须进行煤层瓦斯基本参数测定并委托有资质单位进行突出危险性鉴定。若鉴定为突出煤层，则突出煤层回采（包括石门揭煤作业）前必须执行区域措施，其中包括区域预测、区域措施、区域措施效果檢验及区域验证。其中各种突出危险性鉴定指标、预测指标和措施效果检验指标均需井下实测，实测主要参数为：瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、煤层突出指标等。各项参数的测定大多需要在实验室进行，为了有效贯彻落实《防治煤与瓦斯突出规定》，建立瓦斯基本参数实验室非常必要。

2、煤矿煤层瓦斯赋存研究的需要

在煤层瓦斯赋存规律的研究中，重要的一项内容就是煤层瓦斯含量的测定，瓦斯含量的测定可以采用直接法和间接法，无论采用直接法还是间接法进行煤层瓦斯含量测定，都需要建立瓦斯基本参数测定实验室，因此，要进行煤层瓦斯赋存规律的研究，必须建立瓦斯基本参数实验室。

3、实现矿井安全生产、高产高效的需要

对于瓦斯灾害严重矿区，瓦斯治理任重道远，瓦斯成为制约安全生产的重要因素。建立瓦斯基本参数实验室后，通过在实验室的参数测定，收集不同标高，不同位置的瓦斯参数，通过数据分析研究掌握瓦斯分布动态，研究瓦斯赋存规律，在生产活动中通过实验数据适当的采取相关措施，避免事故的发生；通过实验室基本参数的研究，可以对矿井井田范围内的瓦斯灾害进行全面分析和划分，对灾害程度进行区别，从而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指导煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，实现矿井高产高效。

二、防突实验室工作职责

1、测定矿井各煤层的瓦斯含量、瓦斯压力、瓦斯吸附常数a、b值、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数等基本参数，掌握矿井瓦斯分布规律。

2、研究煤层瓦斯赋存规律，对矿井井田范围内的瓦斯灾害危险性进行分析和划分。

3、负责矿井新水平、新采区开拓及石门揭煤区域综合防突措施中区域突出危险性预测、区域措施效果检验、区域验证时各预测参数的实测工作。

4、负责矿井工作面局部综合防突措施中工作面突出危险性预测、效果检验所需测定参数的实测工作。

5、为煤矿防突工作和和瓦斯地质数据库提供参考数据。

6、指导各类措施规程的编写。

三、防突实验室在矿山中的应用

为准确及时地开展瓦斯参数及各项突出指标的测定工作，补充和完善瓦斯地质数据库，随时掌握井下各工作面的瓦斯变化，并进行突出危险性分析，确保矿井安全生产，兴安煤矿于2012年11月建成了瓦斯防治实验室，并完成了培训工作，现已投入使用。自实验室建设以来，兴安煤矿便参照防突规定，厚煤层大于0.3米的煤层必须测定收集瓦斯压力、瓦斯含量、可解吸瓦斯量，a、b吸附常数、瓦斯放散初速度△P、煤的坚固性系数f值等参数。共计对井下四水平北17层一段总机道、三水平南边界回风石门、三水平北30层边界区四段机道石门、四水平南17-2层四区一段底板层、三水平北21层一区三段二分层等200多处地点进行了煤层瓦斯含量、可解吸含量、吸附常数、煤层坚固性系数等瓦斯基本参数的测定工作，参数测定数据累计833条，各项煤层瓦斯基础参数已经录入瓦斯数据库，现在瓦斯地质数据库包括瓦斯基础参数以及地质构造煤等各项数据累计录入31721条，已经满足日常的生产需求。瓦斯地质数据库在满足日常生产需求的同时，通过对瓦斯基本参数的研究，可以对矿井井田范围内的瓦斯灾害进行全面分析和划分，对灾害程度进行区别，从而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，指导煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，实现矿井高产高效。

通过防突实验室瓦斯基本参数的测试研究工作，指导了煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，例如兴安煤矿的四水平南17层2-4区二段，经各测点参数预测，测得17层煤瓦斯含量在2.8156-8.513m3/t之间，对各钻孔进行封孔测压，连续观测15-20天，瓦斯压力在0.15-1.0MPa，根据实测的瓦斯压力和瓦斯含量大小分布看，呈现出北高南低趋势，可以将三水平南二石门以南以及三水平南二石门以北260米范围，在-290m至-489m标高划分为无突出危险区，该划分区域内瓦斯含量最大为3.0312 m3/t，瓦斯压力最大为0.22MPa，将三水平南二石门以北260米处至南一石门500m范围内四水平17层二段，在标高-290m至-489m范围内划分为突出危险区，该区域煤层具有突出危险性，该划分区域处瓦斯含量最普遍为8.1146 m3/t左右，瓦斯压力为1.0MPa。通过对瓦斯含量及压力分布情况，将该区段分区治理，在无突出危险区实行每掘进20米做一次钻屑指标参数，确保施工中的安全，若指标超过突出临界值时，及时停止施工，执行防突措施；在突出危险区执行区域防突措施，施工预抽钻孔，将该区各项指标降低到突出临界指标以下.

通过实验室的瓦斯参数报告，将该区段分区治理，减少了钻孔的工，节省了预抽瓦斯的费用，也把钻孔有效的布置在需要降低煤层瓦斯的位置，避免了瓦斯灾害的影响，实现了矿井的高产高效。

四、总结：

防突实验室的建立，不仅是国家法律法规的的需要，更是瓦斯治理工作、确保矿山安全生产需要，通过实验室基本参数的研究，可以对矿井井田范围内的瓦斯灾害进行全面分析和划分，对灾害程度进行区别，从而提高瓦斯治理效率，提高瓦斯治理效果，节省资金，指导煤矿进行合理的安排采掘布置，有针对性地采取防突措施和瓦斯治理技术，从而避免瓦斯事故的发生，实现矿井高产高效。

参考文献：

[1]《煤矿安全规程》煤炭工业出版社，2011年2月第一版；

[2]《防治煤与瓦斯突出规定》读本，煤炭工业出版社，2009年9月第一版