孟村高壓水力割縫瓦斯抽采有效影響半徑測(cè)定方案-示蹤氣體測(cè)定法

孟村高壓水力割縫瓦斯抽采有效影響半徑測(cè)定方案1、試驗(yàn)意義瓦斯鉆孔抽采是目前高瓦斯礦井及煤與瓦斯突出礦井采煤工作面最常用的技術(shù)措施，在降低工作面煤層瓦斯及有效控制瓦斯事故等方面起著至關(guān)重要的作用。其中鉆孔間距是影響瓦斯抽采效果的重要參數(shù)，如果布孔間距過(guò)大，抽采煤層內(nèi)部容易形成抽采空白區(qū)；如果布孔間距過(guò)小，則會(huì)加大鉆孔施工量，造成不必要的浪費(fèi)。孟村礦進(jìn)行高壓水力割縫技術(shù)對(duì)煤層進(jìn)行卸壓增透，雖然通過(guò)數(shù)值模擬進(jìn)行水力割縫瓦斯抽采有效影響半徑研究，但是未在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行驗(yàn)證，尚無(wú)基礎(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)指導(dǎo)煤層水力割縫瓦斯抽采設(shè)計(jì)。因此需要尋找高效、準(zhǔn)確的測(cè)試方法，合理確定鉆孔的抽采影響半徑，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的鉆孔設(shè)計(jì)和最佳的抽采效果。2、SF6示蹤氣體技術(shù)原理示蹤技術(shù)是應(yīng)用示蹤劑來(lái)研究氣體(或液體)流動(dòng)的蹤跡及其規(guī)律，特別是對(duì)人員不易到達(dá)地點(diǎn)，采用該技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)越性。對(duì)于示蹤氣體的選擇通常需要具備以下幾點(diǎn)：①對(duì)人體沒(méi)有任何危害，不具有爆炸性；②該氣體的物理、化學(xué)屬性比較穩(wěn)定，不易反應(yīng)，其密度應(yīng)和空氣密度相近；③在試驗(yàn)中其方法較簡(jiǎn)單，具有可操作性，精度高且費(fèi)用低；④示蹤氣體在井下試驗(yàn)時(shí)，其濃度比空氣濃度低，對(duì)測(cè)試干擾性小。通過(guò)比較篩選，選擇SF6作為示蹤氣體。SF6是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)嗅的具有惰性的非燃燒性氣體。SF6分子量為146.07，熔點(diǎn)為-508℃，升華為-638℃。它的物理活性大，在擾動(dòng)的空氣中可以迅速混合而均勻地分布在檢測(cè)空間中。這種氣體不溶于水，無(wú)沉降，不凝結(jié)，不為井下物料表面所吸附，不與堿起作用，是一種良好的負(fù)電性氣體。SF6的檢出靈敏度高，使用帶電子捕獲器的氣相色譜儀或SF6檢測(cè)儀均可有效地檢出。SF6在大氣與礦井環(huán)境中的本原含量極低，約為10-14～10-15g/mL。SF6的這些性質(zhì)，可以方便、準(zhǔn)確地應(yīng)用到礦井測(cè)試中，是最為理想的示蹤氣體。3、測(cè)定方案測(cè)試研究工藝。測(cè)試煤層選擇該礦401煤層，測(cè)定地點(diǎn)在401103工作面運(yùn)順巷。施工煤層水力割縫平行鉆孔，鉆孔開(kāi)孔高度1.5m，孔徑113mm，鉆孔深度80m。抽采鉆孔封孔深度大于20m，注氣孔采用鍍鋅鋼管及水泥封孔，封孔深度20m。該測(cè)試分為2組，2組試驗(yàn)區(qū)域的間距為50m。第1組試驗(yàn)的割縫注氣孔1、抽采孔1與抽采孔2的間距分別為2.5、5m；第2組試驗(yàn)的割縫注氣孔2、抽采孔3與抽采孔4間距分別為7.5、10m。測(cè)試鉆孔分布如圖1所示。圖1煤層水力割縫瓦斯抽采半徑考察測(cè)試鉆孔分布情況鉆孔施工完成后，連接上壓力表和快速注氣裝置，如圖2所示。通過(guò)氣管將裝有SF6氣體的鋼瓶依次連接減壓閥和流量計(jì)，并連接至氣瓶注氣連接頭處，如圖3所示。連接之后，檢查裝置的氣密性，進(jìn)行注氣并觀測(cè)氣體變化。圖2快速注氣裝置圖3快速注氣測(cè)試工藝數(shù)據(jù)觀測(cè)。在抽采孔和注氣孔封孔24h后，陸續(xù)向割縫注氣孔1和割縫注氣孔2注入大于1MPa表壓的示蹤氣體SF6。當(dāng)注入一定量的SF6氣體之后，大約20~30分鐘就可以通過(guò)抽排系統(tǒng)進(jìn)行抽采，采用CSH1000煤礦用六氟化硫測(cè)定器測(cè)定抽采管路1、2、3、4的SF6的濃度變化情況。圖4CSH1000煤礦用六氟化硫測(cè)定器測(cè)定方案3.1SF6安全運(yùn)輸注意事項(xiàng)鋼瓶應(yīng)直立在通風(fēng)設(shè)施良好的膠輪車上進(jìn)行運(yùn)輸。運(yùn)輸前應(yīng)將瓶閥已關(guān)好，輸出閥已裝好并將閥蓋固定好。3.2SF6安全使用注意事項(xiàng)（1）一定不要拉、滾動(dòng)或滑動(dòng)鋼瓶。用合適的手推車來(lái)移動(dòng)鋼瓶，不要試圖抓住氣瓶的蓋子來(lái)拎起它。保證氣瓶在使用的全過(guò)程中為固定狀態(tài)。（2）用一個(gè)減壓調(diào)節(jié)閥安全的從氣瓶?jī)?nèi)釋放氣體。用單向閥來(lái)防止倒流。使用設(shè)計(jì)合理的管線及設(shè)備保證能承受需要的壓力。如果使用液體，應(yīng)安裝適當(dāng)?shù)男箟洪y，以防止液體殘留在封閉的系統(tǒng)內(nèi)。不要用明火或其他附近的熱源加熱鋼瓶的任何部分。鋼瓶的任何部分都不允許超過(guò)125℉(52℃)。一旦鋼瓶與生產(chǎn)線接好，應(yīng)仔細(xì)，緩慢地打開(kāi)閥門。（3）如果使用者在操作氣瓶閥時(shí)有困難，需停止使用，并與供應(yīng)商聯(lián)系。不可將工具(如：扳手，螺絲刀，等)插入閥蓋內(nèi)。否則會(huì)損壞閥門并引起泄漏。使用可調(diào)節(jié)的帶扳手來(lái)打開(kāi)過(guò)緊或生銹的閥蓋。它與所有的普通材料都是相容的。管線和設(shè)備的設(shè)計(jì)要滿足壓力的需要。3.3SF6安全儲(chǔ)存、泄露注意事項(xiàng)在通風(fēng)良好、安全且不受天氣影響的地方存儲(chǔ)。鋼瓶應(yīng)直立擺放。且應(yīng)保持保護(hù)閥蓋和輸出閥的密封完好。存儲(chǔ)溫度不可高于125℉(52℃)，存儲(chǔ)區(qū)域應(yīng)遠(yuǎn)離頻繁出入處和緊急出口。將空瓶與滿瓶分開(kāi)存放。使用先進(jìn)先出庫(kù)存系統(tǒng)，避免滿鋼瓶存儲(chǔ)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。SF6氣體大量泄露會(huì)導(dǎo)致局部區(qū)域氧氣量不足，所以區(qū)域內(nèi)人員應(yīng)撤離立即受影響區(qū)域，對(duì)該區(qū)域加強(qiáng)通風(fēng)，檢測(cè)氧氣含量。使用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)設(shè)備（自給式呼吸器）。如有可能，切斷氣源并將泄漏的鋼瓶隔離。若泄漏來(lái)自用戶系統(tǒng)，應(yīng)關(guān)掉罐閥門，在修復(fù)前一定要泄壓。本品比空氣重，會(huì)匯集于低洼之處或通風(fēng)不良處，未著防護(hù)服之人員應(yīng)待在通風(fēng)處。3.4急救措施（1）皮膚接觸：如果六氟化硫接觸到皮膚，脫掉被污染的衣服，用大量的水沖洗至少15分鐘后，用溫水(不超過(guò)40℃)沖洗令凍傷處回暖,不可使用熱水及摩擦患部.注意保暖,并立即送醫(yī)。（2）眼睛接觸：患者不要揉眼睛或閉緊眼睛,要撐開(kāi)眼皮，盡快以大量水緩和沖洗受污染眼睛至少15分鐘，然后以紗布覆蓋眼睛送眼科治療。（3）吸入：將其移到空氣清新處，松脫束縛衣物，保持呼吸通暢，若已停止呼吸，采用人工呼吸，若呼吸困難，則吸氧，并迅速進(jìn)行醫(yī)務(wù)處理。處理的同時(shí)要注意身體的保溫。（4）食入：若患者清醒，立即給予大量的清水漱口，條件允許給患者喝下300毫升左右的水或牛奶。若患者喪失意識(shí)，則避免從口喂食任何東西。若患者自發(fā)性嘔吐，則盡量保持身體前傾，以減低吸入的危險(xiǎn)。立即就醫(yī)