瓦斯基础参数测定word版

1)在新暴露的采掘工作面煤壁上，用煤电钻垂直煤壁打一个 Ф42mm、孔深 8m 以上的钻孔，当钻孔钻至 8m 时开始取样，并记录采样开始时间 t1；
2)将采集的新鲜煤样装罐并记录煤样装罐后开始解吸测定的时间 t2，用 FHJ-2 型瓦斯解吸速度测定仪（图 1.1）测定不同时间 t 下的煤样累积瓦斯解吸 总量 Vi ，瓦斯解吸速度测定一般为 30min，解吸测定停止后拧紧煤样罐以保证 不漏气，送实验室测定煤样残存瓦斯量。
本次采用主动式封孔技术。主动式封孔测压其基本原理是：固体封液体、液 体封气体，即采用液体作为封孔介质，以解决固体物不能严密封闭钻孔周边裂隙 孔道的困难，并保持封孔液体的压力在测定过程中始终大于瓦斯压力，粘液在压 力作用下渗入钻孔周边裂隙，杜绝瓦斯的泄漏；为了维持封孔液体的压力和防止 液体向钻孔内渗透，在封孔液体段的两端用固体封闭钻孔，形成用固体封液体、 用液体封气体的封孔系统。实践表明：在石灰岩、砂岩和页岩岩层的钻孔中，均 能严密封闭钻孔，准确测得煤层的瓦斯压力。经过几十年的发展，目前主动式瓦 斯测压封孔装置主要有：普通胶圈－压力粘液封孔测压仪、可变形胶圈－压力粘 液封孔测压仪、胶囊－压力粘液封孔测压仪、胶圈（囊）－三相泡沫密封液测压 仪等。
图 1.1 瓦斯解吸速度测定仪与密封罐示意图 1—量管 2—吸气球 3—温度计 4—水槽 5—螺旋夹 6—弹簧夹
7）利用压风进行补气，补气压力约 0.7 MPa（表压），补气约 50 分钟，停 止补气，压力降为 0.45MPa，观测 30 分钟，压力基本稳定在 0.45MPa。
8）将手动液压泵、压力粘液罐、各种管线等布置在合理的位置，并用铁丝 将外露护管挂上警示牌，测压技术人员及矿上相关人员离开测压位置。
1.2 瓦斯含量测定
MWYZ 系列化主动式煤层瓦斯压力测定仪主要由钢丝胶囊、护管和连接罐、尼龙 压力管（瓦斯管、胶囊液管和压力粘液管）、储能罐和压力粘液罐、手动试压泵、 粘液封孔材料以及测压仪表等配件组成。
1.1.2 测定仪器
测试仪器选用华北科技学院研发的 MWYZ－IV 型和 MWYZ－III 型主动式煤层瓦斯 压力测定仪各一套。具体技术参数如表 1.1 所示。
1.1.4 测试步骤及方法
具体测试过程如下： 1）钻机队在指定地点打钻，钻头采用直径为 75mm，记录见煤时间后，继续 钻进，同时测压技术人员准备瓦斯压力测定设备，配置压力粘液和乳化液，同时 连接部分管线，准备测压仪安装工具； 2）煤层钻进 3.8m 停止钻进，退出钻杆，准备安装测压仪，记录钻孔具体参 数见表 1.2；
表 1.1 测压仪参数表
型号
单根胶囊长 度（m）
粘液段长度 （m）
胶囊直径 （mm）
适用钻孔 （mm）
连接方式
1 / 15
中间直杆，外
MWYZ－III
1.7
2
48
60~65
护管连接
全部护管连
MWYZ－IV
1.5
2
60
70~75
接
1.1.3 测点布置
为了最大限度反应原始状态下的瓦斯压力，选择测压地点时可参考以下原则： 1）目标煤层周围无采空区，尽量选取在最近几年新开拓的岩石巷道； 2）瓦斯压力测量地点一般选择在岩石比较完整，周边地质结构单一的岩巷中进 行；测压钻孔及其见煤点应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围， 测压煤层周围岩石致密完整、无破碎带； 3）煤层 50m 范围内无断层和大的裂隙；岩层无淋水，岩柱（垂高）至少大于 10m； 4）同一地点测压应打两个测压钻孔，钻孔口距离应在其相互影响范围外，其见 煤点的距离除石门测压外应不小于 20 m。瓦斯压力测量结果以压力较大的一个为准； 5）选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度。一般的岩巷打钻，钻孔深 度不宜小于 10m； 6）应尽可能地选择施工仰角测压孔，避免俯角和水平钻孔，同一地点测压应打 两个测压钻孔； 7）如果选取顺煤层施工测压孔，钻孔长度不小于 40m，选取构造简单有利于施 工的最新开掘的煤巷。
瓦斯含量测定有直接法和间接法，本次测定采用直接法。直接法测定煤层瓦 斯含量，即利用煤层钻孔采集原始煤体煤芯，用解吸法直接测定煤层原始瓦斯解 吸量。该方法测定煤层瓦斯含量的原理是：根据煤样瓦斯解吸量、解吸规律推算 煤样从采集开始至装罐解吸测定前的损失瓦斯量，再利用解吸测定后煤样中残存 瓦斯量计算煤层瓦斯含量。其测定步骤如下：
表 1.2 钻孔参数表
钻孔编 号
测压钻孔参数 夹角 倾角 长度 （º） （º） （m）
封孔长度 （m）
岩孔长 度
（m）
煤孔长度 瓦斯室长度
（m）

（m）
3）测压技术人员首先送入钻孔第一胶囊，然后连接开槽的连接管和 2 根尼龙 压力管（首先将输送胶囊液和测瓦斯用的尼龙压力管放入连接管中），第一胶囊 和连接管送入钻孔，连接管伸出钻孔约 30cm，连接第二胶囊，送进钻孔，最后 连接并送入钻孔 2 根长 2m 的外接护管（首先将输送胶囊液、输送压力粘液、测 瓦斯用的尼龙压力管放入外接护管中），护管伸出钻孔约 25cm，利用铁丝将外露 护管固定在水管上，测压仪封孔段和外接护管安装完成。
1.煤层基础参数现场测定实验方案
1.1 煤层瓦斯压力
1.1.1 测试原理
直接测定法是用钻机由岩层巷道或煤层巷道向预定测量瓦斯地点打一钻孔， 然后在钻孔中放置测压装置、再将钻孔严密封闭堵塞并将压力表和测压装置相连 来测出瓦斯压力。如果在测定中能保证钻孔封闭严密不漏气，则压力表显示的数 值即为测点的实际瓦斯压力，直接测定法的关键是封闭钻孔的质量。根据封孔原 理的不同，一般将封孔方法分为被动式与主动式。
4）分别将输送胶囊液、输送压力粘液、测瓦斯用的尼龙压力管连接手动液 压泵、压力粘液管和液压泵、三通阀门。
5）利用手动液压泵向胶囊中注入乳化液，加压至 1.5MPa，用力拉护管，未 拉动，说明胶囊已充分膨胀，继续加压，最终压力达到 5.2MPa；
6）利用手动液压泵输送乳化液压粘液罐里的压力粘液（膨润土＋水，1：7） 进入钻孔两根胶囊之间的封孔段，在粘液罐里乳化液和压力粘液有明显的分层， 通过称重确定罐内粘液是否输送完，及时罐内补充粘液；最终孔内压力粘液压力 达到 1.7MPa（必须大于预计测定煤层瓦斯压力）。