1、探讨防突实验室在煤矿生产中的应用摘 要近年来，我国煤矿生产水平不断发展，其生产领域不断延伸，生产效率不断提高，但与此同时，煤与瓦斯的突出灾害也就明显起来。为解决这一问题，管理煤与瓦斯的突出矿井，特别是针对一些低瓦斯矿井所发生的打钻动力现象，我们倡导建立防突实验室，掌握煤层瓦斯的基础参数，同时掌握煤层瓦斯的动态变化，将突出事故降低到最小程度。本文主要就防突实验室在煤矿生产中的应用问题做出探讨，以期对这一问题做出有益思考。 关键词煤矿 防突实验室 应用 中图分类号：TE34 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0212-02 随着我国各领域经济的不断发展，对能源资源的需求
2、可以说比以往任何时候都要高，特别是煤矿作为基础能源之一，其生产水平不断发展，其生产领域不断延伸，生产效率不断提高，但与此同时，煤与瓦斯的突出灾害也就明显起来。针对这一问题，我们倡导建立防突实验室，管理煤与瓦斯的突出矿井，特别是针对一些低瓦斯矿井所发生的打钻动力现象，掌握煤层瓦斯的基础参数，同时掌握煤层瓦斯的动态变化，将突出事故降低到最小程度。 一、防突实验室概况 防突实验室的建立在煤矿领域可以说处于一个起步的阶段，但其发展速度很快，各大正规煤矿都积极投入人力物力，在多个突出矿井建立防突实验室。一般来讲，在 5 个突出矿井建立 5 个防突实验室大概需要600 万左右的资金支持，建立之初，需要对生
3、产矿井进行煤层瓦斯的参数测定工作，采用专业化的设备仪器，例如：HCA 型高压容量法瓦斯吸附装置、WTC 型瓦斯突出参数仪器、TWY 型突出型预报仪器等特殊仪器，以及一些基本的矿井仪器，例如：瓦斯压力测定仪、煤样制样装置、实验气体等。 运用这些仪器，在建立防突实验室时，需要对多个方面的参数进行测量和记录，并做出比较分析，为实验室的完善提供条件。具体来讲，这些参数主要有：煤矿的坚固性系数、瓦斯放散初速度、可开展煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量等等。这些数据的得出可以说是建立防突实验室的基础，煤矿的坚固性系数和瓦斯放散初速度为实验室提供硬性数据，瓦斯压力和瓦斯压力是实验室的运行条件。 二、防突实验室在煤矿
4、生产中的应用 （一）防突实验室测定瓦斯基础参数 防突实验室要开展相应的工作，非常重要的一点就是测定瓦斯的基础参数，下面我们举两个具体实例，分析实验室在测定瓦斯基础参数方面的应用。 实例 1：新华煤矿开采的区域性消突 2012 年 8 月，位于贵州六盘水的新华煤矿为了扩大生产量开始进行煤矿的开采，开产之前，工作人员预先将全井田共划分 12 个盘区、7 个采区，分为三个煤组开采，煤层的平均厚度为 3.1 米，煤层瓦斯含量为12.45-19.27 立方米/吨，瓦斯压力 0.14-1.76Mpa，根据这些数据制定出具体的开采步骤，并设计了 65 个预抽钻孔，并在井下布置了 1601 回风顺槽，然后开展
5、抽采工作。 该步骤的抽抽采进行了三个月，可以明显检测到，煤层瓦斯压力降至 0.3MPa。需要特别提到的是，这个区域内的总体煤层瓦斯储量为 9.88万立方米，累计抽采瓦斯量 3.2 万立方米，消突面积为 2520 平方米。经过上述抽采，基本上可以确定的是该工作面利用地面抽采泵站进行抽采取得较好的效果。 实例 2：六盘水市钟山区镇艺煤矿的区域性消突 钟山区镇艺煤矿南起 F10 断层，北至 F20 断层全长 9 公里，面积22.5 平方公里。煤层的平均厚度为 3.16 米，煤层瓦斯含量为 16.63-21.36 立方米/吨，瓦斯压力 0.15-1.86Mpa，共打了 82 个钻孔，然后开展预抽采工作
6、。 抽采工作从 2013 年 3 月开始，一直持续到 2013 年 11 月份，总体抽采的瓦斯含量高达 199.2 万平方米，消突面积为 87488 平方米，将瓦斯的含量成功降低到了 3.23 立方米每吨，煤层瓦斯压力降低到 0.05MPa。经过上述抽采，基本可以确定的是该工作面仍需利用井下移动泵站继续进行抽采。 （二）防突实验室在技术工作层面的应用 在煤矿的生产工作中，通过建立相应的防突实验室，不仅可以实时对煤层的瓦斯含量进行监控，更是可以测量出煤层的坚固性系数以及瓦斯的放散初速度，这些数据获取是十分重要的，有了这些数据和资料做基础，就可以准确地判断前方煤层是否存在突出性的危险，更为重要的是
7、，可以真正掌握到煤层瓦斯的赋存规律，并运用到日后的煤矿建立与开采工作中，真正做到提升生产安全。在确定了前方煤层不具有突出性危险后，可以更好地开展后续的各项工作，可以保证施工的顺利进行，安全生产。 从技术层面来讲，建立防突实验室，通过对瓦斯赋存规律的研究，掌握了瓦斯的分布动态，所制定的安全技术措施就更具有针对性，更加科学合理，能够最大限度地避免瓦斯事故；在实验室中所掌握到的各项煤矿基本参数，能够做到具体问题具体分析，对不同矿井井田范围的瓦斯灾害进行不同的区分和分析，提出有针对性的瓦斯治理措施，达到最大的瓦斯灾害治理效果；同时，实验室有利于采掘布置的合理安排，通过不同程度、不同等级的采掘安排，实现
8、矿井的高产和高效。 （三）防突实验室在设计方面的应用 在煤矿生产中，防突实验室可以提供精准的煤层瓦斯含量，在此基础上进行配风工作，相比于以往的通过采掘工作面瓦斯涌出量来推算瓦斯含量更加科学，更加合理，能够在很大程度上避免了盲目配风的问题。同时，指导了施工设计的编制，为采煤工作面的风量计算提供了科学依据。 在揭煤工作方面，实验室可以对瓦斯压力、瓦斯含量等数据进行预测，对于有突出危险的工作面采取穿层钻孔抽采煤层瓦斯进行工作面消突，然后再采取安全防护措施揭煤。 另外，实验室可以对防不同区域！不同标高煤层的瓦斯参数分别进行测定，测定的结果真实有效，在进行了分析和整理后，形成数据积累，并将数据每月提供给
9、瓦斯地质研究部门，研究部门可以从中掌握到一手的煤矿资料，可以更好地开展矿井瓦斯地质图及瓦斯研究。这种方式的研究不仅可以缩短瓦斯地质数据库从收集数据的流程，还节省了从整理数据到录入数据的时间。研究部门在编制瓦斯地质地图时，常常采用过的是为手工绘制的瓦斯地质图，这种方式成本高，精确度不够。通过防突实验室获取的资料，可以利用瓦斯地质数据库软件中的数据进行自动成图，更加高效，更加精准。 需要特别提到的是，实验室可以配合测定瓦斯抽采前后煤层瓦斯含量，可以说是实时性的开采，能够最及时地考察抽采效果，避免长时间无效抽采，使矿井在最短的时间内揭开煤层或进行巷道掘进和回采作业，有效缓解采掘失衡的问题。防突实验室
10、可以获取到煤层的原始瓦斯含量，这个数据对于矿井的管理和煤矿的生产来讲都是至关重要的，在获取了煤层的原始瓦斯含量后，可以进行残余瓦斯含量的获取，并将这两方面的数据进行比较。比较后得出的结果，用于为抽采达标评判提供可靠依据，为瓦斯治理长期规划、抽采设计及技术措施的制定提供了基础数据，有效地指导了瓦斯综合治理工作。结束语 综上所述，我们可以得出，我国煤矿生产水平的不断发展，使得煤矿的生产领域不断延伸，生产效率不断提高，但与此同时，煤与瓦斯的突出灾害也就明显起来。防突实验室正事为解决这一问题，更好地管理煤与瓦斯的突出矿井，特别是针对一些低瓦斯矿井所发生的打钻动力现象而提出的。其应用目的是为了掌握煤层瓦
11、斯的基础参数，同时掌握煤层瓦斯的动态变化，将突出事故降低到最小程度。本文从防突实验室的概况入手，并着重分析了其在煤矿生产中的应用，分析了两个具体实例，研究其在技术和设计层面的应用。 参考文献 1 刘建新，李志强，李三好等.煤巷掘进工作面水力挤出措施防突机理J.煤炭学报，2006，31（2）：123-125. 2 刘利.防突实验室在煤矿生产中的应用J.科技创新与应用，2014， （27）. 3 罗勇，沈兆武.深孔控制卸压爆破机理和防突试验研究J.力学季刊，2006，27（3）. 4 孙鑫，林柏泉.穿层深孔水压控制爆破及其在防突工程中的应用J.采矿与安全工程学报，2010，27（1）： 6-8. 5 姜德义，刘春，张广洋等.公路隧道全断面揭煤防突技术J.岩土力学，2005，26（6）. 6 郝坤，石必明，宋永斌等.深部“三软“煤层斜井措施巷揭煤防突技术研究J.淮南职业技术学院学报，2009，9（1）：78-81. 7 黄志安，李毅飞，张英华等.新型加固煤体防突注浆材料J.北京科技大学学报，2010，32（7）：132-135. 8 赵宝友，王海东.我国低透气性本煤层增透技术现状及气爆增透防突新技术J.爆破，2014， （3）：32-41.
