预抽煤层瓦斯防突效果的评价方法分析

肖扬

摘 要：本文主要针对煤层中残存的瓦斯量直接测定评价方法以及煤层瓦斯防抽汲效果以及现场的实际应用状况进行了分析。通过实践应用证明，这种方法在实际应用过程中具有简单方便、准确可靠等优点，能够直观的将抽放后煤层中的瓦斯实际的分布状况进行直观反映，能过有效促进煤层防突管理工作的发展。

关键词：煤层;瓦斯预抽;防突;评价;方法

对于煤矿矿井实际进行区域性防突工作的过程中预抽煤层瓦斯是一种非常重要的方向。煤层瓦斯预抽能过让矿井区域瓦斯的含量以及压力得到有效下降，由此就能进一步增强煤层的透气性，有效提升煤的坚固性，促进煤层地应力的下降，这样就能充分消除煤层中存下的突出危险性。

1 瓦斯预抽计算评价

根据我国建立的关于煤层瓦斯突出问题相关管理细则，煤矿必须要充分保证煤层瓦斯的预抽率超过25%。在实际这对煤层瓦斯预抽率计算的过程中主要是通过钻孔控制范围内的煤层瓦斯的储存量以及瓦斯实际的抽放量来进行计算，但是在煤矿实际生产现场利用这种方式进行计算的过程中主要存在以下一些问题：①多数情况下煤矿仅仅会针对井下的工作面以及采区才会设置计量装置，如果矿井实际的抽放量相对较小，那么就会导致计量仪表实际的读数显示出现较大误差，从而实际针对瓦斯的抽汲量计量缺乏基本的准确性;②在现场施工过程中很难实现钻孔的军部，而且实际钻孔的长度以及位置也存在较大的差别，由此也会导致各个钻孔实际的抽放量也存在较大的差异;③由于地下的煤层是一个完整的整体，因此，当瓦斯抽汲完成后还必须要对抽空区外部瓦斯补充进行严格控制，但是在进行能量补充的时候，很难实现精确掌握;④整个煤层群体中瓦斯的抽放量以及外界煤线、围岩等的瓦斯量很难实现精确估量。种种不确定的因素都会导致在实际进行瓦斯抽汲率计算的时候会存在较大的误差，对实际的瓦斯预抽防突效果评价的准确性以及可靠性也会产生较大的影响[1]。鉴于此，本文提出了一种针对煤层残存瓦斯量直接进行测定并以此来评定预抽瓦斯防突效果的方法。

2 直接测定煤层中残存瓦斯量确定预抽汲率的方法

2.1 应用瓦斯解吸仪直接测定瓦斯含量

通过引进国外先进的电熔栅自动瓦斯解吸仪，利用该仪器就能实现煤层没解吸瓦斯含量以及煤层评价突出危险倾向等各种参数的直接测定，将煤样的可解吸瓦斯总量以及在常压下瓦斯含量进行相加后就能得出煤样实际的瓦斯含量。如果煤层没有受到采动影响，或者在没有进行抽放的条件下实际检测出的煤样的瓦斯含量就是煤层原始的瓦斯含量，相反的情况下计算出来的就是煤层残存的瓦斯含量。

在现场实际应用的过程中将该解吸仪与负压抽吸式煤屑采样器进行结合使下图一所示为高负压抽吸式煤屑采样器，充分利用采样器在运行过程中形成的负压，并结合煤矿专用空心钻杆以及空口三通器等就能在煤层预定的深度位置准确的采集到煤样，而且也能进一步提升煤样采集得的效率，充分保证了解吸仪测量的准确性以及可靠性，在实际检测过程中最大的采样检测深度能够达到22m，整个煤样采集的时间不会超过1min[2]。

2.2 煤层瓦斯抽汲率的计算

充分利用解吸仪能够直接交煤层瓦斯含量进行直接测定，或者通过煤层突出危险倾向的K1值能够直接计算出煤层瓦斯含量。在煤矿实际生产过程中，我也会收到采掘巷道或者钻孔等因素的影响，实际计算结果都应该是煤层中瓦斯的残存含量;而在一些特殊情况下当钻孔深度达到12～15m的时候，实际测定的结果就可以被认为是煤层原始的瓦斯含量。而大多数情况下都需要通过现场实际测试煤层瓦斯压力，并将其与实验室测定出的煤样的吸附常数以及孔隙率进行结构和计算，由此就可以得出煤层瓦斯预抽率的计算公式。

η=（q0-q）/qv

上述公式中η表示的是煤层瓦斯预抽率，%;q0表示的是煤层原始的瓦斯含量，m3/t;q表示的是煤层中残存的瓦斯含量残存，m3/t。

3 直接测定残存瓦斯量评价预抽效果的应用

3.1 主要应用情况

通过直接测定煤层残存瓦斯含量，并以此来对煤层预测效果进行评价但实际应用主要有以下三种情况：

①针对煤层开采中保护层大面积煤柱影响区域。某煤矿其中一个煤层在开车出去，由于被用来当做保护层，导致煤层中留下了大量的未开采煤柱，而再跟该煤层的下部存在面积非常大且具有严重突出现象的未受保护区煤层，针对该区域实施的防突措施充分运用了穿层以及本层钻孔综合预抽煤层瓦斯的方法;②直接开采严重突出危险煤层。某矿井下K2煤层自身构造相当复杂，而且由于被用作保护层导致其薄化范围非常大，针对该煤层主要采取了底板穿层钻孔长时间预抽瓦斯施工后，针对该煤层上不存在严重突出危险的K1煤层进行开采;③石门揭开突出危险煤层。针对某矿井140m水平NWC4抬高石门，针对该危险煤层主要采取了穿层钻孔集中抽放瓦斯的方式，从而揭开了整个煤层群中存在的多处严重突出危险的煤层。

3.2 预抽计算结果比较

针对上述矿井140m水平NWC4抬高石门以及K2煤层实际预抽瓦斯的情况，通过直接测定煤层残存瓦斯并利用抽放统计量等方法结合计算出了两个煤层的预测率。通过对预测率进行分析比较可以发现，针对回采工作面如果按照抽放量来直接进行预筹率計算，其计算结果要比按照平均残存率计算出的瓦斯预测率高出35～%40%。而针对石门揭煤，由于实际进行计算的煤层范围内瓦斯储量相对较小，因此实际计算出了煤层瓦斯储量要远远小于预测量，而且随着抽放时间的不断延长，超出瓦斯储量的部分也会越多。由此可见，就按照残存量来进行瓦斯抽放率的计算，才能让计算结果与实际情况更加接近。

3.3 预测评价方法实际应用效果

在上述分析中在充分利用预抽瓦斯后针对回采工作面以及揭开的突出危险煤层进行了开采，由于在实际进行煤层瓦斯预抽效果检验的过程中主要使用的是直接测定煤层残存瓦斯这样的方法，整体对煤层瓦斯预抽效果的评价准确性及可靠性都比较高，在此基础上也能对瓦斯预抽过程中出现的不均匀现象进行全面了解。针对一些预抽效果评价不充分的地段，采取了相应的补充抽放以及局部防突等措施，使得整个煤层回采安全性得到了有效保障，针对具有突出危险的煤层开采过程中能够实现对突出事故的有效控制，在此前提下为煤矿企业有效的提升了经济效益。

4 结束语

在大量的实践中证明，充分利用直接测定从瓦斯量的方法来针对煤层瓦斯防突效果进行评价具有操作简单，评价结果准确可靠等优点，利用该方法不仅能够煤层瓦斯实际的下降程度进行直观的反映，而且简单对煤层瓦斯预抽过程中出现的不均匀现象具体分布情况进行全面了解，由此就能进一步提升在经过马思域车后突出危险煤层防突管理效率。目前，针对煤层取样的新型配套设备也逐渐趋于完善，由此可见，在预抽瓦斯效果评价方法不断完善和改进的过程中，将会进一步推动预抽瓦斯区域性防突措施在煤矿的推广应用。

参考文献：

[1]王松.寺河矿区域预抽煤层瓦斯防突效果评价方法及临界值的研究[D].郑州：河南工大学，2011.

[2]昌孝存.突出厚煤层瓦斯立体抽放钻孔布置工艺与效果分析[A].国家煤矿安全监察局、中国煤炭工业协会.探索建立煤矿区煤层气立体抽采与经济利用产业化体系，推动煤矿瓦斯治理、立体抽采技术示范与煤层气资源综合利用——全国煤矿瓦斯抽采利用与通风安全技术现场会煤矿瓦斯抽采与通风安全论文集[C].国家煤矿安全监察局、中国煤炭工业协会：2013：6.