钻屑指标法
钻屑瓦斯解吸指标k1值
钻屑瓦斯解吸指标k1值【原创版】目录一、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的定义与意义二、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的计算方法三、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的应用领域四、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的影响因素五、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的未来发展趋势正文一、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的定义与意义钻屑瓦斯解吸指标 k1 值，是指在钻井过程中，钻屑中所含瓦斯在一定条件下解吸出来的速率。
这一指标对于钻井安全以及瓦斯资源的开发利用具有重要的指导意义。
通过钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的研究，可以更加准确地评估钻井过程中瓦斯涌出风险，采取相应的措施降低事故发生的可能性。
二、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的计算方法钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的计算方法主要采用实验室测定法。
具体步骤如下：1.首先，需要采集钻屑样品，并对其进行处理，使其达到实验所需的状态；2.然后，将处理后的钻屑样品放入实验装置中，并进行一定的温度和压力条件下的实验；3.在实验过程中，通过测定瓦斯的解吸速率，计算出钻屑瓦斯解吸指标 k1 值。
三、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的应用领域钻屑瓦斯解吸指标 k1 值在钻井工程中有着广泛的应用。
在钻井过程中，钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的测定可以帮助工程技术人员更好地评估钻井过程中的瓦斯风险，并根据实际情况采取相应的措施，确保钻井过程的安全。
此外，钻屑瓦斯解吸指标 k1 值还可以用于瓦斯资源的开发利用，为瓦斯资源的有效利用提供科学依据。
四、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的影响因素钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的大小受多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1.钻屑的物理性质：钻屑的颗粒大小、孔隙结构等都会影响瓦斯的解吸速率；2.实验条件：实验的温度、压力等条件对钻屑瓦斯解吸指标 k1 值有重要影响；3.瓦斯的物理化学性质：瓦斯的分子量、饱和度等性质也会影响其解吸速率。
五、钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的未来发展趋势随着钻井技术的不断发展，钻屑瓦斯解吸指标 k1 值的研究也将不断深入。
最大钻屑量Smax和钻屑解吸指标Δh2
最大钻屑量Smax和钻屑解吸指标Δh2综述采用该法预测时，在工作面打2个(倾斜和急倾斜煤层)或3个(缓倾斜煤层)直径42mm、长6～10 m的钻孔。
钻孔每打1 m测定钻屑量一次，每打2 m测一次钻屑解吸指标。
根据每个钻孔沿孔深每米的最大钻屑量Smax钻屑解吸指标K1或Δh2，预测工作面突出危险性。
钻屑量测量时要求每打1m测定一次，测定方法可用重量法或容量法：重量法。
每钻1m钻孔，收集全部钻屑，用弹簧秤称重；容量法。
每钻1m钻孔，收集全部钻屑，用量具测量钻屑体积。
钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据现场实测数据确定。
如无实测数据，可按表2确定石门揭煤突出危险性。
表2 煤巷钻屑指标法临界值S maxΔh2突出危险性kg/m L/m Pa≥6<6≥5.4<5.4≥200<200有突出危险无突出危险技术原理这种预测方法是综合性的，因为同时考虑了工作面的应力状态、物理力学性质、瓦斯含量，即考虑了决定突出危险的主要因素。
钻孔的钻屑量S(L／m)计算如下：式中S1—根据钻孔直径计算的钻屑量；S2——由于瓦斯能量释放造成的钻屑量；S3——由于地压能量释放造成的钻屑量。
在钻头直径为42 mm时，如考虑到煤的松散系数(σ=1.3)则S1=1.8 L／m，并且沿钻孔长度是一个常数。
钻头进入高应力状态下的煤体时，由于瓦斯压力的作用使煤体破碎。
在危险带S2≥O.5 L／m，在非危险带S2=O。
在地压作用下钻孔发生变形，因而钻杆不断研磨煤体，产生S3。
计算和实测的结果分别为：危险带S3算=8.8 L／m，S3测=15.8 L／m；非危险带S3算=2.0 L ／m，S3测=1.9 L／m。
在突出危险带中，在钻孔壁变形的同时发生冒落，煤的破坏愈高，打钻延续时间愈长，含瓦斯愈多，煤冒落愈厉害，这就是突出危险带钻屑量高的原因。
在煤样暴露时间和粒度相同时，△h值综合反应了煤的破坏程度和瓦斯压力(含量)这两个与突出危险性密切有关的因素。
钻屑瓦斯解吸指标k1值
钻屑瓦斯解吸指标 K1 值
是评估煤矿井下瓦斯涌出量和瓦斯治理效果的重要参数。
K1 值是指在一定条件下，煤矿钻屑瓦斯解吸的速度和解吸量。
具体数值的确定需要通过实验测定。
根据我国相关标准AQ/T 1065-2008《钻屑瓦斯解吸指标的测定方法》，K1 值的测定方法如下：
1. 实验设备：包括气体分析仪、压力表、流量计、钻屑收集器等。
2. 实验步骤：
a. 准备试样：从煤矿井下采集钻屑样品，要求样品新鲜、无风干。
b. 装样：将钻屑样品放入实验装置中。
c. 测定初始压力：打开气体分析仪，测定钻屑样品初始的压力。
d. 瓦斯解吸实验：通过调节压力、流量等参数，进行瓦斯解吸实验。
e. 测定解吸量：在实验过程中，定期测定瓦斯解吸量。
f. 计算 K1 值：根据实验数据，计算钻屑瓦斯解吸指标 K1 值。
K1 值的具体数值范围因煤矿条件和实验参数的不同而有所差异。
一般来说，K1 值越大，表示瓦斯解吸速度和解吸量越大，瓦斯涌出风险越高。
在实际应用中，根据 K1 值的大小，可以制定相应的瓦斯治理措施，以确保煤矿生产安全。
测定 K1 值时，应严格按照相关标准和方法进行操作，以确保实验结果的准确性。
同时，根据煤矿实际情况，合理评估 K1 值对瓦斯
治理具有重要意义。
QJM J1.0079-2014钻屑瓦斯解吸指标(K1)、钻屑量(S)测定技术标准
山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司企业标准
Q/JMJ1.0079-2013
根据工作面煤体赋存情况选择布孔位置，有软分层的检测孔优先布置在软分层中，布孔应符合防突设计要求。
4
WTC瓦斯突出参数仪要放置平稳，用乳胶管连接好参数仪与煤样罐，开机预热5分钟。
下井开始第一个班的测量工作时，应将上一个班的测量数据清除，选择工作面组数按检测工作面正确输入编号。
预置解吸指标K1和钻屑量指标S的最大临界值，检测时，如煤体潮湿应采用湿式指标。
4
4
携带的测定仪器及附属装置齐全完好，电量充足，煤样罐、橡皮连接管不漏气。
防突现场检测原始记录表或记录薄等携带齐全。
检查工作面支护、安全防护设施（压风自救系统、防突反向风门、避难硐室等）完好情况。
检查工作面风筒吊挂情况，不得影响钻屑的收集。
检测使用的钻头、钻杆、钻具、接粉工具等符合要求。
工作面风、水管路接到位，确保防突钻机打钻时风压正常。
钻屑瓦斯解吸指标13-11-22发布
2014-01-01试行
晋煤集团科学技术委员会发布
目
前
本标准按GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》起草编写。
本标准由晋煤集团专家委员会提出。
本标准由晋煤集团通风安全专业委员会归口。
本标准起草单位：晋煤集团通风处、寺河矿。
检测前应提前落实所在工作面近期的的煤层瓦斯地质预报信息或现场采用罗盘、坡度仪等器具在巷帮选取具有标志性的煤矸线来确定煤层倾角。
采用钻屑指标法对工作面进行预测
采用钻屑指标法对工作面进行预测（效检）注意事项：
一、预测前注意事项：
1、检查仪器、仪表等附属装置的完好情况，确保满足预测需要。
2、工作面迎头支护完好，（最后一排必须上钢带，钢带与迎头之间空顶距不得大于500mm，在顶板不稳定的情况下，最后一排钢带处补打锚索。
）
3、预测前先检查打钻工证件及防突钻具的完好情况。
4、检查工作面的掘进进尺是否按规定前掘，安全防护设施的完好情况。
（安全防护设施存在严重问题的不进行预测）。
5、检查开路横川及其钻场钻孔抽放负压情况。
6、工作面的煤体情况是否完好，预测孔的布孔位置，（在有软分层超过300mm 的情况下，预测孔应布置在软分层中，并在上排多补测两个预测孔）。
二、预测注意事项：
1、仪器的设置是否符合说明书的规定，（包括放置平稳，连接无漏气，时间和临界值的设置）。
2、预测前控制工作面人员，设置警戒标志牌。
（除3名打钻工，安监员、瓦检工、跟班干部、预测人员外其他无关人员不得进入）
3、预测前如风筒出风口正对预测孔施工位置时及时采取措施。
（改变出风口方向或减弱预测孔位置风量。
）
4、预测孔的布孔位置及数量。
（断面有软分层厚度在0.3米的预测孔必须布置在软分层中，在下排孔有超标现象时，上排必须布置3个预
测孔。
）
5、施工预测孔前按规定设置方位角和倾角。
（两帮预测孔必须控制在巷道轮廓线）。
钻屑瓦斯解吸指标法
钻屑瓦斯解吸指标法
钻屑瓦斯解吸指标法是一种用来评估煤层瓦斯解吸性能的方法。
煤层中的瓦斯是由煤层中的煤体吸附的天然气，瓦斯解吸是指通过减压或其他方法将煤层中吸附的瓦斯释放出来。
钻屑瓦斯解吸指标法是通过在煤层中进行钻井并获取钻屑样本，通过测定钻屑样本的气体吸附量和解吸速率等指标来评估煤层的瓦斯解吸性能。
具体操作包括以下几个步骤：
1. 钻井：在煤层中进行钻井，获取钻屑样本。
2. 样品制备：将获取的钻屑样本进行处理，通常包括洗涤、干燥等步骤，以去除表面污染物，减少实验误差。
3. 吸附实验：将处理后的钻屑样本与一定压力下的天然气接触，让样品吸附气体。
4. 解吸实验：在一定条件下（通常是降低压力），对吸附的气体进行解吸，测量解吸的气体量和解吸速率。
5. 分析结果：根据实验测得的数据，计算煤层的吸附量和解吸速率等指标，评估煤层的瓦斯解吸性能。
钻屑瓦斯解吸指标法能够提供煤层瓦斯解吸性能的定量数据，对于煤层瓦斯的开采和瓦斯灾害防治具有重要意义。
钻屑指标法操作方法
钻屑解吸指标法入井测试前的准备工作入井前，必须对所需的仪器、仪表、工具等进行全面检查格校正，仪器电量充足，以满足测试要求。
按说明书要求并试操作一遍，确认无问题后，才准带仪器下井工作。
测试前的准备工作。
到达现场后，仪器放置要平稳，人员分工明确。
测试前，应明确记录负责人、参数测定负责人，以保证测试结果准确可靠。
△h2测试方法测定前，三通和两通旋塞置于开启状态，使水柱计两端皆通大气。
当打钻至预定位置时，用组合筛在孔口采样，筛分出粒度为1~3mm的煤样并装入煤样瓶至刻度水平线(相当于10g煤样)，并将煤样瓶装入仪器解吸室。
当煤样暴露在大气中3min时，(自煤样从煤体脱落时算起)，迅速把三通活塞置于测定状态，解吸2min后，读取两端水柱计压差数，该值就为△h2 测定值，单位为Pa。
MD-2型钻屑瓦斯解吸仪1-水柱计；2-解吸室；3-煤样瓶；4-三通旋塞；5-两通旋塞k1测试方法当打钻到预定深度时，用1~3mm的组合筛子在孔口接粉采样，同时启动秒表，在规定的时间内（一般1~2min），把充分筛分过的煤样装入煤样罐的量杯内，并与量杯相平，然后拧紧罐盖，松开阀门。
当秒表读数为时(通常为1~2min)，启动仪器“采样”键开始测定。
然后仪器每隔0.5min记录一次煤样在解吸仪中累计解吸的瓦斯量Qi ，共解吸5min，读取10个数据。
5 min后按照仪器提示，输入秒表读数（min）和取样深度 (m)后,计算过程由仪器自动完成。
从而，可得到10组对应的数据。
WTC瓦斯突出参数测试仪参考临界值各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表3中所列的指标临界值预测突出危险性。
表3 钻屑解吸指标参考临界值煤样△h2（Pa）K1（ml/g*min0.5）干煤样2000.5湿煤样1600.4测试数据分析如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。
矿井区域预测方法
一.区域预测在使用区域预测的地区,由于还未进行开拓,只能通过地质钻孔或专门的考察钻孔取样分析得出煤层或采区突出危险结论.1.单一指标法预测煤层突出危险性的指标可用煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标（△P）、煤的坚固性系数（f ）和煤层瓦斯压力（P ），其判断煤层突出危险性的临界值，应根据矿井的实测资料确定，如无实测资料时，可参考表5、表6 所列数据划分，只有全部指标达到或超过其临界值时方可划为突出煤层。
2.瓦斯地质统计法采用瓦斯地质统计法进行区域预测时，应根据已开采区域确切掌握的煤层赋存和地质构造条件与突出分布的规律，划分出突出危险区域与突出威胁区域。
分突出危险区一般应符合下列要求：①在上水平发生过一次突出的区域，下水平的垂直对应区域应预测为突出危险区；②根据上水平突出点分布与地质构造的关系，确定突出点距构造线两侧的最远距离线，并结合地质部门提供的下水平或下部采区的地质构造分布，按照下水平构造线两侧的最远距离线向下推测下水平或下部采区的突出危险区域（图1）③末划定的其他区域为突出威胁区。
3. 采用综合指标法对煤层进行区域预测时应符合下列要求：(1)、在岩石工作面向突出煤层至少打两个测压钻孔，测定煤层瓦斯压力。
测压方法见附录三；(2)、在打测压孔的过程中，每米煤孔采取一个煤样，测定煤的坚固性系数（f ）；(3)、将两个测压孔所得的坚固性系数最小值加以平均作为煤层软分层的平均坚固性系数；(4)、将坚固件系数最小的两个煤样混合后，测定煤的瓦斯放散初速度指标（△P ）。
煤层区域性突出危险性，可按下列两个综合指标判断：)2()1()74.0)(30075.0(--------------------∆=----------=f P K P f H D式中D ———煤层的突出危险性综合指标；K----------煤层的突出危险性综合指标；H----———开采深度，m;P----———煤层瓦斯压力，取两个测压钻孔实测瓦斯压力的最大值，Mpa;△P--———软分层煤的瓦斯放散初速度指标；f--- ———软分层煤的平均坚固性系数。
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附录E 钻屑指标法
E.0.1 采用钻屑指标法进行工作面煤（岩）与瓦斯突出危险性预测或防突措施效果检验时，钻屑量可采用下列质量法或容量法测定：
1 质量法：在钻孔钻进到煤层时，每钻lm 钻孔，收集全部钻屑，用弹簧秤称量质量。
2 容量法：在钻孔钻进到煤层时，每钻lm 钻孔，收集全部钻屑，用量具测量钻屑体积。
E.0.2 预测或措施效果检验钻孔布置和取样工艺应符合下列要求：
1 在岩石段宜采用湿式打钻，钻孔孔径50~75mm ，见煤后退出钻杆，先用压风将孔内泥浆吹净，再用干式打钻直至见到煤层顶板或底板。
2 钻孔数量不得少于3个，1个钻孔位于开挖工作面中部，沿工作面前进方向略偏上布置，另2个钻孔分别位于左上角和右上角，终孔点应位于工作面轮廓线外上部5m 、两侧3m 以外。
3 各钻孔每隔1m 取1个煤样测定钻屑瓦斯解吸指标K 1或△h 2。
当钻孔钻进到预定取样深度前0.2~0.3m 时，用1mm 和3mm 分样筛取样进行筛分，将筛分后的1~3mm 粒径煤样装入煤样杯或煤样瓶中。
在孔口开始接煤样的同时启动秒表，直至开始启动瓦斯解吸仪测量的时间间隔t 0，t 0应满足瓦斯解吸仪给定的要求，测定K 1指标的要求t 0≤2min ，测定△h 2指标的要求t 0＝3min 。
4 在钻孔钻至离预定取样深度小于0.5m 至接取煤样结束前不允许停止钻进，否则该煤样应作废。
打钻过程中，应保持钻进速度稳定，钻进速度保持1m/min 左右；同时保持钻进方位、倾角一致，平稳钻进，以免孔壁煤样混入。
E.0.3 钻屑解吸指标1K
的测定可按下列步骤进行：
1 将筛分好的粒径为1~3mm 煤样装入瓦斯解吸仪的煤样杯口齐平位置。
2 将已装煤样的煤样杯置于煤样罐中，盖好煤样罐盖，转动阀门使煤样与大气连通。
3 秒表计时到时间t 0，转动阀门使煤样罐与测量系统接通、与大气隔绝，启动仪器；5min 后按仪器提示输入钻孔长度L 、时间t 0。
仪器屏幕显示则为K 1，单位为cm 3/g ·min 1/2。
E.0.4 钻屑解吸指标2h Δ的测定可按下列步骤进行：
1 将筛分好的粒径为1~3mm 煤样装入瓦斯解吸仪的煤样瓶刻度线齐平位置。
2 将已装煤样的煤样瓶迅速装入瓦斯解吸仪测量室，拧紧测量室上盖，然后打开三通阀，使解吸测量室与大气、水柱计均沟通，同时打开单通旋塞，使仪器室处于暴露状态，同时观察秒表读数。
3 秒表计时到3min 时转动三通阀，使煤样瓶与测量系统接通，与大气隔绝，秒表计时到5min 时刻瓦斯解吸仪的示值即为2h Δ，单位为Pa 。
E.0.5 钻屑解吸指标1K 和2h Δ预测煤层突出危险性临界值应符合表E.0.5规定。
表E.0.5 钻屑解吸指标k1和Δh2临界值 煤样
指标临界值
Δh 2（Pa ）
K 1（mL/（g •min 1/2）） 干煤样
200 0.5 湿煤样 160 0.4
条文说明
钻屑指标法的具体操作步骤和要求可参考《钻屑瓦斯解吸指标测定方法》
（AQ/T1065）及《防治煤与瓦斯突出细则》（2019年）中第八十八条和第九十条相关规定。