关于煤层残存瓦斯含量与残余瓦斯含量的探讨

李付涛

(晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 通风处，山西 晋城 048006)

煤层残存瓦斯含量和残余瓦斯含量是煤矿瓦斯管理的重要参数，是预测矿井瓦斯涌出量、计算矿井煤层气资源储量、设计矿井通风与瓦斯抽采系统、评价煤层瓦斯抽采效果和煤层突出危险性的主要依据，然而目前二者在定义、取值及应用上存在不统一、不规范甚至有歧义的问题。因此，如何正确地规范“煤层残存瓦斯含量”和“残余瓦斯含量”的定义，准确取值和应用煤层残存瓦斯含量和残余瓦斯含量数据，对煤矿瓦斯防治工作的相关设计、科研及管理有着极具价值、极为重要的现实意义。本文根据现行相关标准、规范，针对当前关于煤层残存瓦斯含量和残余瓦斯含量的一些问题进行分析，并提出相应建议。

1 问题分析

1) 煤矿技术用语的国家标准中“残存瓦斯含量”的定义是：“经过一段时间的瓦斯释放后，煤块或煤体中残留的瓦斯”。地勘瓦斯含量测定的国家标准中“残存瓦斯含量”的定义是：“残存瓦斯含量是指煤样解吸后在1个大气压(101 325 Pa)条件下，残留在煤样中的瓦斯含量”。煤层瓦斯含量测定的国家标准中“残存瓦斯量”的定义是：“在常压状态下，煤样解吸后残留在煤样中的瓦斯量”。矿井瓦斯涌出量预测的行业标准中“残存瓦斯量”是指“运出矿井后煤中的残存瓦斯含量，也可近似地按煤在0.1 MPa压力条件下的吸附量取值”[1-2]。煤层瓦斯含量测定的行业标准中“残存瓦斯量”的定义是：“在常压状态下，煤样在井下解吸后残留在煤样中的瓦斯量”[3]。另外，抽采达标评判工作常用“煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量”来计算可解析瓦斯量；测定煤层瓦斯含量时，要用到“常压不可解吸瓦斯量”。显然，我国现行的多个相关标准中对“残存瓦斯量”的定义是不一致的，若采用相应的测试或取值方法所得的数值也不尽相同，尤其是“运出矿井后煤中的残存瓦斯含量，也可近似地按煤在0.1 MPa压力条件下煤的吸附量取值”的说法有待商榷。

2) 现行实际应用中“残余瓦斯含量”一般是指“通过实施排放、抽采等方式释放后，残留在煤体内的瓦斯量”，比如：煤矿瓦斯抽采达标评判和防突措施效果检验用到“瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量”，一般没有争议。而煤矿瓦斯抽采工程设计中用到“运到地面煤的残余瓦斯含量”与矿井瓦斯涌出量预测的行业标准中“运出矿井后煤中的残存瓦斯含量”，在名称上容易误解，其实应该是一个意思。实际应用的“残存瓦斯含量”通常就是一种“残余瓦斯含量”，比如：测定煤层瓦斯含量时，“残存瓦斯含量”就是经过一定释放，仍然残留在煤体内的瓦斯，实际就是一种“残余瓦斯含量”。可见，我国现行的相关标准、规定中对“残余瓦斯含量”的定义和应用也存在一定的不规范问题。

3) 总体来说，“煤层残存瓦斯含量”和“残余瓦斯含量”在定义上不明确、不统一，取值和使用上也容易混淆。

2 几点建议

2.1 关于定义的建议

1) 瓦斯涌出量预测、抽采工程设计、抽采达标评判和防突措施效果检验等工作所用的“运到地面的残存瓦斯含量”、“抽采后的残余瓦斯含量”等概念通常是指“经过一段时间的瓦斯释放后，煤块或煤体中残留的瓦斯”。根据煤矿开采的实际情况，煤块或煤体内含的瓦斯通过排放、抽采等方式，经过一段时间的释放后，其残留的瓦斯含量应该包括受采动影响后邻近煤层的残留量、开采煤层的残留量、抽采后的残留量，以及解吸法测定的残留量等，随着煤炭的开采与瓦斯抽采作业的实施，与原始状态下的煤层瓦斯赋存条件相比，将处于一个动态的状态，实际上就是常用的“残余瓦斯含量”。因此建议将类似的概念统一定义为“残余瓦斯含量”，是一个动态的概念。

2) 抽采达标评判、防突措施效果检验等工作常用的“煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量”和“常压不可解吸瓦斯量”，通常是相对固定的值。建议把“煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量”和“常压不可解吸瓦斯量”统一定义为“残存瓦斯含量”，实际上属于“残余瓦斯含量”的一部分。

2.2 关于实际应用的建议

1) 按照上述建议明确定义后，瓦斯涌出量预测、抽采工程设计用到的“残余瓦斯含量”应当根据实际情况进行考察确定经验值，不能一概而论，每次应用时应当明确其“动态”条件，比如:在某种采掘条件下运到地面后的残余瓦斯含量、采落后2个小时的残余瓦斯含量、经过抽采后的残余瓦斯含量等等。建议科研单位、煤矿企业在实际应用过程中，不能死板硬套、拿来就用，应当根据开采条件、采掘方式、运输时间、瓦斯治理方式等情况，对涉及的矿区或矿井、煤层、区域的动态“残余瓦斯含量”进行统计分析，考察确定合理的取值。

2) 残存瓦斯含量应当采用“公式计算”和“实测”两种方式进行对比分析，根据采掘区域变化等情况不定期更新取值，使得瓦斯含量结果尽可能准确、可靠。

通过以上分析可以看出，目前我国在关于煤层残存瓦斯含量和残余瓦斯含量的定义、测定及应用中还存在一些不够统一规范、不够科学合理的问题，这将影响到矿井相关设计、安全生产管理、瓦斯防治科技攻关应用等多个环节的准确性与可靠性。因此，在煤层残存瓦斯含量和残余瓦斯含量的定义和应用管理方面，建议将现行的动态的“煤层残存瓦斯含量”和“残余瓦斯含量”统一定义为“残余瓦斯含量”，是一个动态的概念，并根据实际情况考察确定更合理的取值；把“煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量”和“常压不可解吸瓦斯量”统一定义为“残存瓦斯含量”，通常为相对固定值，实际上属于“残余瓦斯含量”的一部分，同时应当结合实测进行对比分析，根据变化不定期更新取值。希望能修订、完善相应的标准规范体系，为我国煤矿的瓦斯防治、矿井煤层气资源评价等工作提供准确、可靠的依据。