原勇濤　石生文

摘要：在選用水利沖孔增透技術(shù)的時(shí)候，因?yàn)榭紤]到高壓水會(huì)對(duì)鉆孔壁煤體產(chǎn)生沖刷和切割等作用，進(jìn)而造成瓦斯涌出異常，因此為掌握水利沖孔期間瓦斯涌出規(guī)律，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察，分析出水利沖孔期間瓦斯涌出變化情況，以便有針對(duì)性地掌握水利沖孔期間瓦斯涌出規(guī)律，有理論有依據(jù)地實(shí)施防范措施。

關(guān)鍵詞：水力沖孔；防噴裝置；瓦斯收集器；瓦斯涌出量；靜壓水 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD713 文章編號(hào)：1009-2374（2015）32-0154-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.32.083

1 礦井基本情況

1.1 礦井概況

九里山礦于1970年7月開(kāi)始建井，1983年4月投產(chǎn)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬(wàn)t/a，2011年核定生產(chǎn)能力100萬(wàn)t/a。煤層原始瓦斯含量15.15～33.19m?/t，瓦斯壓力0.76～2.08MPa，屬于煤與瓦斯突出礦井?？刹擅簩訛槎瞪轿鹘M二1煤，屬中灰低硫優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤。煤層賦存穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，平均厚度5.13m，煤層傾角9°～18°。

1.2 工作面概況

研究區(qū)15081底抽巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度365m，煤層平均厚度4.5m，平均傾角為12°。經(jīng)過(guò)測(cè)量發(fā)現(xiàn)，原始的煤層瓦斯含量為18.8m3/t，同時(shí)還有可燃基22.45m?/t·r，原始瓦斯含量大于焦作礦區(qū)始突瓦斯含量。根據(jù)九里山礦瓦斯突出資料分析，我礦始突標(biāo)高為-79m，15081底抽巷標(biāo)高為-357m，位于始突標(biāo)高以下，具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。該巷道已與上區(qū)段巷道貫通，形成全負(fù)壓通風(fēng)巷道，進(jìn)風(fēng)量720m?/min。水力沖孔期間采用靜壓水沖孔，壓力0.5～0.8MPa左右。

2 主要研究?jī)?nèi)容

（1）在采用靜壓水力沖孔期間，針對(duì)瓦斯收集器等裝置收集的瓦斯量及規(guī)律進(jìn)行觀察和分析；（2）合理布置瓦斯收集器距施工地點(diǎn)的距離。

3 名詞解釋

3.1 防噴裝置

固定在抽采鉆孔孔口的密封裝置，施工抽采鉆孔期間收集瞬間噴出的瓦斯，并將從孔內(nèi)流出的煤渣、水分離。

3.2 瓦斯收集器

施工抽采鉆孔時(shí)，在回風(fēng)側(cè)巷道上半部固定的收集裝置，用于收集混合風(fēng)流中的瓦斯。

4 測(cè)試方法

4.1 利用瓦斯收集器、防噴裝置瓦斯涌出情況展開(kāi)測(cè)試

15081底抽巷設(shè)計(jì)穿層抽采鉆孔組間距6m，每組鉆孔個(gè)數(shù)為18個(gè)，分兩列布置，列間距為3m。施工穿層抽采鉆孔時(shí)，當(dāng)見(jiàn)煤后，在孔口安裝防噴裝置，在回風(fēng)側(cè)安裝2道瓦斯收集器，并且分別將Ф50mm導(dǎo)流管安裝在瓦斯收集器、防噴裝置以及與抽采管路連接處，然后每5min利用瓦斯綜合參數(shù)測(cè)定儀對(duì)瓦斯?jié)舛?、流量、?fù)壓等指標(biāo)進(jìn)行一次測(cè)定，直至施工完畢為止。

4.2 合理布置瓦斯收集器的測(cè)試方法

在15081底抽巷施工地點(diǎn)對(duì)4個(gè)測(cè)點(diǎn)布置在回風(fēng)側(cè)，將瓦斯便攜儀懸掛在每個(gè)測(cè)點(diǎn)上，與施工地點(diǎn)之間的距離分別為2.5m、5m、7.5m、10m，其中將瓦斯收集器懸掛在2#、3#測(cè)點(diǎn)上風(fēng)側(cè)，用于對(duì)水力沖孔期間瓦斯?jié)舛茸兓闆r進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如圖1：

5 測(cè)試結(jié)果及分析

5.1 水力沖孔期間瓦斯收集器所收集的瓦斯量及規(guī)律

5.1.1 瓦斯收集量計(jì)算?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際跟蹤測(cè)定了18個(gè)抽采鉆孔，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)篩選，選取3個(gè)抽采鉆孔實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，瓦斯涌出量情況如表1：

由表1可知，一號(hào)瓦斯收集器與施工地點(diǎn)非常近，因此收集的瓦斯量比較多，由于瓦斯收集器吸收的氣體屬于混合氣體，因此實(shí)測(cè)瓦斯?jié)舛葲](méi)有出現(xiàn)太大變化。經(jīng)過(guò)一系列的計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，從單個(gè)穿層抽采鉆孔開(kāi)始，一直到?jīng)_孔至結(jié)束，收集瓦斯量大約為0.115m?。

5.1.2 瓦斯?jié)舛惹€分析。

由圖2可知，水力沖孔期間，瓦斯收集器所收集的瓦斯?jié)舛瘸尸F(xiàn)出高—低—高的規(guī)律，但瓦斯?jié)舛容^小。經(jīng)分析，抽采鉆孔施工至見(jiàn)煤后，煤體快速泄壓，同時(shí)釋放大量瓦斯，瓦斯涌出量突然增加，施工至3～5m后，煤體內(nèi)瓦斯壓力趨于平衡，瓦斯釋放速度放慢；施工至最后1～2m時(shí)，由于煤層頂板以下為軟煤，瓦斯釋放速度加快，此時(shí)易出現(xiàn)噴孔現(xiàn)象。

5.2 在水力沖孔期間由防噴裝置收集到的瓦斯量及規(guī)律

5.2.1 瓦斯收集量計(jì)算。經(jīng)過(guò)一系列的數(shù)據(jù)篩選之后，選擇3個(gè)抽采鉆孔實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)展開(kāi)進(jìn)一步分析，瓦斯涌出量情況如表2：

由表2可知，在沖孔的整個(gè)過(guò)程中，可以對(duì)放噴裝置進(jìn)行有效利用，大量吸收瓦斯，瓦斯?jié)舛取⒒旌狭髁康戎禃?huì)普遍增大。經(jīng)過(guò)一系列的分析與計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，從單個(gè)穿層抽采鉆孔開(kāi)始一直到?jīng)_孔結(jié)束，瓦斯收集器收集瓦斯量大約是13m?。

5.2.2 瓦斯?jié)舛惹€分析。

由圖3可知，放噴裝置中瓦斯的濃度會(huì)隨著沖孔時(shí)間的增加而增大，一般來(lái)說(shuō)沖孔時(shí)間在10～15min后，瓦斯?jié)舛染湍軌蜻_(dá)到最大值，然后因?yàn)榉绹娧b置較為封閉，不能輕易地將沖出的煤渣與瓦斯釋放出來(lái)，這種情況下很容易會(huì)造成瓦斯涌出量忽大忽小的現(xiàn)象。

5.3 對(duì)瓦斯收集器距施工地點(diǎn)的距離進(jìn)行合理布置

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)篩選，水力沖孔期間，瓦斯?jié)舛扔砍鲆?guī)律基本一致，綜合分析后，選取3號(hào)抽采鉆孔實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為依據(jù)，具體情況如表3：

由表3、圖4可知，瓦斯?jié)舛龋ɑ仫L(fēng)側(cè)）隨著沖孔時(shí)間的變化而出現(xiàn)變化，待施工完成之后，立即停鉆，瓦斯?jié)舛纫廊缓艽蟆?/p>

6 結(jié)語(yǔ)

（1）從開(kāi)始單個(gè)穿層抽采鉆孔一直到施工完成，收集的瓦斯量約13.115m?，用此數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，與正常抽采量相比，單個(gè)穿層抽采鉆孔收集的瓦斯量約是其的1.7倍；（2）利用瓦斯收集器可以將孔內(nèi)涌出的瓦斯及時(shí)收集起來(lái)，建議應(yīng)將在施工地點(diǎn)回風(fēng)側(cè)3～5m范圍內(nèi)懸掛第一道瓦斯收集器；（3）完成抽采鉆孔施工以后，因?yàn)榭變?nèi)瓦斯壓力并未泄壓，在開(kāi)始起鉆的時(shí)候仍會(huì)出現(xiàn)噴孔現(xiàn)象，因此建議停鉆后應(yīng)該連抽超過(guò)15min，方可起鉆；（4）一旦在沖孔期間出現(xiàn)瓦斯涌出間歇性且孔內(nèi)時(shí)長(zhǎng)伴有小型突出的情況，應(yīng)立即停止沖孔作業(yè)，待瓦斯?jié)舛冉抵僚R界值以下后方可開(kāi)鉆；（5）綜上所述，穿層抽采鉆孔水力沖孔期間，使用好防噴裝置、瓦斯收集器不僅可以杜絕瓦斯超限問(wèn)題，還可以在施工過(guò)程中，收集大量瓦斯，最終達(dá)到回采工作面提前達(dá)標(biāo)的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 何國(guó)益.礦井瓦斯治理實(shí)用技術(shù)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

[2] 于不凡.煤礦瓦斯災(zāi)害防治及利用技術(shù)手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.

[3] 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.《防治煤與瓦斯突出》讀本[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.

[4] 《煤礦安全規(guī)程》編委會(huì).《煤礦安全規(guī)程》專家解讀[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

作者簡(jiǎn)介：原勇濤（1985-），男，河南焦作人，焦煤集團(tuán)九里山礦助理工程師，研究方向：一通三防。

（責(zé)任編輯：蔣建華）