关于煤矿井下瓦斯含量测定工作的开展
一、核心定义
为深入学习贯彻习近平总书记关于安全生产重要指示批示精神,贯彻落实国家矿山安全监察局山西局《关于开展煤矿瓦斯抽采达标评判整治工作的通知》矿安晋【2024】204号文,以及山西局执法九处3月28日的专题会议精神,以煤矿瓦斯基本参数测定打假为抓手,为实现我矿瓦斯抽采达标评判整治工作,以确保安全生产。
二、测定目标
掌握我矿煤层原始瓦斯赋存规律,划分瓦斯富集区/异常区;评价煤与瓦斯突出危险性,划分危险等级;为通风设计、瓦斯抽采方案制定提供依据;评判瓦斯抽采达标效果,保障采掘安全;支撑矿井瓦斯等级鉴定与安全监管合规要求。
三、测定原则
1.合规性:严格遵循 AQ1066—2008、《防治煤与瓦斯突出细则》等标准,禁止违规简化流程;
2.代表性:测点覆盖全采掘区域,避开地质构造异常带,确保数据反映真实瓦斯赋存;
3.精准性:严控采样曝光时间、密封质量、解吸数据密度,减少损失量推算误差;
4.安全性:作业全程落实瓦斯浓度监测、防爆设备使用、专职瓦斯员监护等措施。
四、全流程标准化操作
取芯工艺是设计的核心,直接决定煤芯采取率(规范要求≥75%,突出煤层≥80%)与芯样完整性,需根据煤层硬度分类设计,主流分为硬质煤层取芯工艺与松软煤层取芯工艺,其中松软煤层是设计重点(易塌、易粉化,取芯难度大)。
1.施工前准备阶段
技术与参数标定:核对施工区域煤层资料(硬度f值、瓦斯压力/含量、厚度、顶底板岩性),确定钻孔参数(方位角、倾角、深度、取芯段范围),在采掘工程平面图标注钻孔位置,对作业人员进行安全技术交底。
设备与材料准备:调试钻机、取芯钻具(钻头、钻杆、取芯钻杆)、清水泵。
①现场安全防护:
(1)落实区域防突措施:检测作业面瓦斯浓度、大气压;
(2)钻机固定牢固,清理施工区域巷道,保证通风良好;
(3)布置避灾路线标识,施工人员佩戴安全帽、防尘口罩、防护手套。
(4)管路与场地布置:连接钻机液压管路、清水泵排粉管路,预留抽采管摆放、芯样处理的专用区域,做好现场防尘、防积水措施。
②钻孔参数
施工地点 | 钻机型号 | 钻头直径 | 钻杆长度 | 钻孔深度 | 钻孔倾角 | 钻孔方位 | 取样方式 |
9104回风顺槽7#钻场 | 4500履带钻机 | Φ65mm | 1m | >12m | 0° | 90° | 定点取芯 |
2.施工操作流程
1.打开清水泵,检查孔内排粉、钻具运行情况,无异常后正式钻进。
2.瓦斯实时监测:孔口旁悬挂便携式甲烷检测报警仪、多功能气体检测仪全程监测孔内瓦斯浓度,浓度≥1.0% 立即停钻,关闭钻机,撤出人员,开启通风,待浓度降至安全范围后再施工;
3.钻压/转速控制:松软煤层钻压 5~15kN、转速30~80r/min,硬质煤层钻压 20~30kN、转速100~150r/min,钻井液全程为清水,严禁用泥浆污染煤芯。
4.提钻取芯:当钻进至预设深度进行退钻,更换取芯钻杆继续钻进至已打深度,持续钻探,关闭钻机和清水泵,缓慢退出钻杆,将取芯杆提出孔口,避免提钻过程中煤芯掉落、破碎。
3.芯样处理与参数测试
1.煤芯取出后5 分钟内完成密封,防止瓦斯逸散导致参数测试失真,同步完成现场检测和台账记录,芯样及时送检。
2.煤芯初步整理:打开取芯钻杆,小心取出煤样,用毛刷轻轻清理表面浮粉(避免人为破碎)。
3.煤芯密封处理:将煤芯按钻进深度分段装入真空密封罐,放置干燥剂,拧紧密封盖,贴标注明(钻孔编号、取芯深度、取芯时间、施工人员),松软煤层煤芯需整段密封,严禁分段拆分。
4.现场快速测试:同步完成瓦斯解吸指标(Δh2、K1)、煤芯含水率测试,记录测试数据,作为现场防突评判的依据。
5.实验室送检与台账编制:将密封煤芯及时送至实验室,检测瓦斯含量、瓦斯压力、煤的工业分析(灰分、挥发分)、物理力学性质(硬度、透气性);编制《煤芯采取台账》,标注所有测试数据、煤芯特征(完整/破碎/粉化)。
6.剩余煤芯处理:按矿井地质资料管理要求,留存部分煤芯标本,其余按规定处置,严禁随意丢弃。
4. 钻孔施工安全技术措施
在开钻之前,必须确保环境处于安全可控状态,这是防止事故发生的第一道防线。
通风与瓦斯监测:施工地点必须有完善的通风系统,确保瓦斯浓度在安全范围内(通常要求风流中瓦斯浓度低于1%)。施工人员必须携带便携式甲烷检测报警仪,并悬挂在钻机回风侧2m范围内。若瓦斯浓度达到或接近0.5%时,必须停止作业;若电动机或开关附近20m内瓦斯浓度达到1.5%,必须立即停止作业、撤出人员。
敲帮问顶制度:施工前必须严格执行“敲帮问顶”,检查顶板和巷帮的支护情况,防止片帮或冒落伤人。
设备防爆检查:所有电气设备(包括钻机、开关)必须具有防爆性能,杜绝失爆。每班必须由专职电工检查设备完好情况。
钻孔施工规范操作流程:
钻进作业:必须坚持“先旋转后给进”,退钻时“先旋转后后退”。不得急躁,要做到轻压慢打。
接卸钻杆:延长或拆除钻杆时,必须停止给进和回转。人员严禁正对钻杆站立,必须站在钻机两侧,防止钻杆伤人。
严禁违规操作:严禁带电移动钻机;严禁在钻进或后退过程中接卸钻杆;严禁反转钻杆(防止钻杆或钻头掉入孔内)。
异常情况应急处置
在施工中若遇到地质异常,必须立即采取紧急措施。
停钻撤人:若钻孔出现喷孔、顶钻、夹钻、响煤炮(如鞭炮声、机关枪声)或瓦斯异常涌出等动力现象,必须立即停止作业,将开关打到“零位”,切断电源,并将人员撤至安全地带。
不得拔出钻杆:若钻孔突然涌水或情况危急,应立即停止作业并汇报调度,不得拔出钻杆,以防造成水害或瓦斯突出事故。
瓦斯积聚处理:若因停电或设备故障导致通风停止,恢复通风后必须先检查瓦斯浓度,证实无危险后方可恢复施工。
五、合规底线
《煤矿安全规程》明确要求:突出矿井、高瓦斯矿井必须实测煤层瓦斯含量,无实测数据不得进行采掘作业;未按标准测定、数据造假属于重大安全隐患,将面临停产整改、行政处罚。
