张集煤矿石门揭3煤瓦斯参数测定研究

张集煤矿石门揭3煤瓦斯参数测定研究

魏增金

单县丰源实业有限公司山东菏泽274300

摘要：瓦斯事故是我国绝大多数煤矿生产过程中所面临的主要自然灾害之一，长期以来严重威胁着煤矿的安全生产和影响着矿井的经济效益。所以，通过对瓦斯参数、瓦斯赋存规律的研究，采取针对性的措施加以治理瓦斯，对于保证矿井安全生产、提高经济效益、强化现代化矿井的建设与管理具有重大意义。我矿为掌握首次揭煤时煤与瓦斯突出危险性程度及3煤层瓦斯赋存情况，需测定瓦斯基本参数；通过测定3煤层瓦斯基础参数能够进一步了解煤层瓦斯含量、瓦斯涌出量、突出危险性，掌握矿井的瓦斯赋存规律；从而能合理安排生产，以实现矿井的安全、高效生产。

关键词：瓦斯参数测定；研究

1主要研究内容

本项目主要是单县丰源实业有限公司张集煤矿首次揭3煤瓦斯参数指标测定与分析3煤瓦斯参数测定，主要研究内容如下：

⑴首次揭3煤瓦斯参数指标测定与分析

⑵首采区3煤层瓦斯参数研究

2首次揭3煤瓦斯参数指标测定与分析

2.1煤层瓦斯压力测定

煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力。煤层瓦斯压力是研究煤层瓦斯流动和涌出的基本参数，也是煤与瓦斯突出的动力之一。煤层瓦斯压力的大小决定了煤层瓦斯含量的多少、瓦斯流动动力的高低以及瓦斯动力现象的瓦斯潜能大小。准确测定瓦斯压力对预测预报煤与瓦斯突出危险性、有效而合理地制定防治瓦斯措施、合理制定防突措施等均具有十分重要的意义。

1）直接法测定3煤层瓦斯压力

煤层瓦斯压力测定的原理是向煤层打一钻孔，深入煤层内，通过钻孔在煤孔内布置一根瓦斯管与外界沟通，连上瓦斯压力表，封闭钻孔与外界的联系。此时，由于煤孔内的瓦斯已经向外放散，压力较低，煤孔周围的煤层中瓦斯向煤孔内运移，压力逐渐增高。由于煤孔周围的煤体体积远大于煤孔的空间体积，煤层内的吸附瓦斯量又比游离瓦斯量大得多，故经过一段时间的瓦斯渗流，煤孔内的瓦斯压力逐渐接近煤层的原始瓦斯压力，从外部的压力表上可以读出煤孔内的瓦斯压力值。

为准确测定该矿回风暗斜井石门处的3煤层瓦斯压力，使测出的压力值能够代表煤层的原始瓦斯压力，要求测压地点应选在不受采掘活动、断层等地质构造影响和裂隙小的地区。现场勘查该地点水压较大，对此采用高压注浆对测压钻孔进行预处理，即首先进行高压注浆堵水、封堵裂隙，然后再二次施工测压钻孔，测点参数如表1-1所示。

2）直接法测定瓦斯压力结果

测压钻孔打好后进行了压风清孔。目的是清除孔内散落的岩粉及煤粉颗粒，及孔底的水分，为胶囊与孔壁创造一个良好接触条件，同时也有利于煤层内的瓦斯气体顺利释出。清孔后即刻进行了封孔测压，封孔过程要求在20min内完成。一般是在清孔过程中就将封孔器装好，清孔结束后就将封孔器塞入钻孔中，然后接上水压泵，往胶囊中注入压力水，使得钻孔马上被封住。封孔长度，也就是胶囊所放置的深度一般达到10m以上，这样留下的瓦斯室长度为1~2m，也就是入煤层的深度。这个深度要严格控制，不要入煤层太深，这样可以减少打钻期间的瓦斯泄漏量。此外，为了减少打钻到封孔这一段时间煤层的瓦斯漏失，封孔后还要向瓦斯室注入部分压力气体，以加快瓦斯压力的上升速度，节省测压时间。如果封孔后未向孔内充气，钻孔封上后依靠煤层内的瓦斯释放也可以自行上升，但孔内的瓦斯压力上升时间要长一些。不管是哪种情况，都必须等钻孔内的瓦斯压力稳定时间达到24h以上，才能拆除粘液封孔器。

在回风暗斜井联络巷11点处3煤层瓦斯压力测定过程中，各点的瓦斯压力均稳定了168小时以上，打开压力表开关后，钻孔内干燥无水，才说明在各地点所测瓦斯压力为煤层真实瓦斯压力，各地点两个测压钻孔取所得的最大压力作为3煤层该点的原始瓦斯压力，测定结果详见表1-2。

3）首次揭3煤层瓦斯参数指标测定结果分析

该矿首次揭3煤层地点为回风暗斜井联络巷11点处。该地点3煤层瓦斯基本参数实测结果汇总见表1-3。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》及《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》第37条，当动力现象特征不明显或者没有动力现象时，应当根据实际测定的煤层最大瓦斯压力P、软分层煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度ΔP和煤的坚固性系数f等指标进行鉴定。全部指标均处于表1-4所示临界值范围的，确定为突出煤层；打钻过程中发生喷孔、顶钻等突出预兆的，确定为突出煤层。

本次测试的3号煤层瓦斯参数如表1-3所示。首次揭3煤层地点为回风暗斜井联络巷11点处，在该处施工3煤层瓦斯压力测试钻孔的过程中，未发现有瓦斯动力现象，瓦斯参数也未全部达到或者超过表1-4所列的临界值，瓦斯含量为1.344m3/t，也小于区域预测临界值8m3/t，因此，根据现目前测试情况，可判定回风暗斜井联络巷11点处3煤层无突出危险性。在以后的采掘过程中，应及时补充测试瓦斯参数，如有异常变化，应及时请具有鉴定资质的单位进行突出危险性鉴定。

3结论

本课题对张集煤矿首次揭3煤瓦斯参数指标进行了测定与分析，得出了以下主要结论：该矿首次揭3煤层（地点为回风暗斜井联络巷11点处）各突出指标参数均未达到或超过其临界值，根据《防治煤与瓦斯突出规定》及《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》第37条规定，只有全部指标达到或超过其临界值时方可划为突出煤层。因此，该煤矿首次揭3煤层（地点为回风暗斜井联络巷11点处）没有煤与瓦斯突出危险性。

参考文献：

[1]《山东省单县煤田张集井田补充勘探报告》.滕州：2012

[2]《张集煤矿初步设计说明书》.济南：2011

[3]国家安全监管总局国家煤矿安监局《关于印发“十二五”煤矿瓦斯综合治理工作体系建设实施方案的通知》