钻屑瓦斯解吸指标预测方法简介
井下钻屑解吸法以及种取样过程中的瓦斯损失量公式
附件1：井下钻屑解吸法，以及常见的8种计算取样过程中的瓦斯损失量公式1.1井下钻屑解吸法井下钻屑解吸法的原理：通过井下采集新鲜原始煤样，实测煤样瓦斯解吸量，根据负指数函数（kt 0V V e -=）规律推算取样过程煤样的损失瓦斯量，然后在实验室测定煤样的残存瓦斯量，最后根据煤样的取样过程中损失瓦斯量、井下瓦斯解吸量、残存瓦斯量和煤样重量计算煤层瓦斯含量。
井下钻屑解吸法测定步骤如下：(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∮42mm 的钻孔，当钻孔钻预定位置时开始取样，并记录采样开始时间t 1；(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t 2，用FHJ-2型瓦斯解吸速度测定仪（图1-1）测定不同时间t 下的煤样累计瓦斯解吸量Q t ，一般测定2个小时，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。
(3)损失量计算将不同解吸时间下测得资料按下式换算成标准状态下的体积Q oi :w s i 0i 5273.2*p h p Q 1.013*10273t =+0(-9.81-)*Q *()(1-1) 式中 Q 0i —算成标准状态下的解吸瓦斯体积，ml ；Q i —不同时间解吸瓦斯测定值,ml ；P o —大气压力,Pa ；h w —量管内水柱高度,mm ；Ps —h w 下饱和水蒸汽压力,Pa ；t w —量管内水温，℃。
把不同时间的煤样累计解吸量Q t 换算为不同时间的瓦斯解吸速度V t ，对全部测点[(t 0+t),V i ]进行回归计算，求出k 和V 0，再由0-kt 02Q (1-e )V k =计算取样过程中的漏失瓦斯量。
(4)将解吸测定后的煤样连同煤样罐送实验室测定其残存瓦斯量、水分、灰分等；(5)根据换算成标准状态下的煤样损失瓦斯量、解吸瓦斯量、残存瓦斯量和煤的质量，可求出煤样的瓦斯含量。
众所周知，瓦斯含量由取样过程中损失瓦斯量、井下解吸瓦斯量和残存瓦斯量三部分组成，其中，井下解吸瓦斯量和残存瓦斯量均可实测得到，取样过程中的损失量需要通过井下测定数据推算获得。
煤巷和采面危险性预测
全省瓦斯治理防突专项培训
突出危险性预测技术
• 利用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突 出危险性的方法如下：
– ①在石门工作面距煤层最小垂距为3m～10m时，利用 探明煤层赋存条件和瓦斯情况的钻孔或至少打两个直 径为50mm～75mm的预测钻孔，在其钻进煤层时，用 1mm～3mm的筛子筛分钻屑，用瓦斯解吸仪测定其瓦 斯解吸指标（Δh2或K1）。
• 临界值： q=5L/m.min S=6kg/m或5.4L/m
• 判断突出危险性的钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S的临界值应根据 实测资料分析确定；如无实测资料时，可参照上述临界值。当实测的 q值或S值等于或大于临界值时煤巷掘进工作面应预测为突出危险工 作面；实测值均小于临界值并未发现其他异常情况时，该工作面应预 测为无突出危险工作面。
2012-9-21
云南煤矿安全监察局安全技术中心
5
全省瓦斯治理防突专项培训
突出危险性预测技术
三、R值指标预测法
测试指标： • 钻屑量S • 瓦斯涌出初速度q； 计算R值
2012-9-21
云南煤矿安全监察局安全技术中心
6
全省瓦斯治理防突专项培训
突出危险性预测技术
R值指标预测法 要求： • 近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、 在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深8～ 10m的钻孔。 • 钻孔应尽可能布置在软分层中。 • 钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S，在暂停钻进 后2min内测定钻孔瓦斯涌出初速度q。 • 临界值： R临=6 R=（Smax—1.8）（qmax—4） Smax——每个钻孔沿孔长的最大钻屑量，L/m； qmax——每个钻孔的最大钻孔瓦斯涌出初速度，L/min
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。
钻屑瓦斯解吸指标预测方法简介
钻屑瓦斯解吸指标预测方法简介利用钻屑瓦斯解吸指标K1和钻屑量指标Smax预测工作面突出危险性是近几年来推广的一项新技术，主要适用于煤巷掘进、回采以及石门揭煤过程中工作面前方8~10m范围内突出危险性预测以及采取过防突措施以后的措施效果检验。
这种方法是在工作面用煤电钻或岩石电钻配8~10m的麻花钎杆向煤层打￠42mm的钻孔，根据钻孔过程中每米排出钻屑量的多少以及排出钻屑的瓦斯解吸指标的大小预测工作面前方钻孔范围内的突出危险性。
向工作面前方煤层打钻孔时，用塑料桶收集每钻进1米钻孔排出的钻屑，并用测力计测量其重量；钻孔每钻进2米，用￠1~3mm的筛子在孔口接煤粉，接煤粉的同时启动秒表计时；煤样筛分后迅速装入煤样瓶中，并用筛子刮平，使装入煤样体积和煤样瓶体积一致，然后拧紧罐盖，松开盖上阀门；当秒表计时时间到达预定值t0时（t0一般应取1min、1.5min、2min,不应超过2min，不足1min应等1min、同理不足1.5min、不足2min等到2min），拧紧盖上阀门的同时执行仪器采样功能，便开始该煤样的瓦斯解吸指标测量。
煤层平巷掘进时，每个工作面应打2~3个预测钻孔（急倾斜煤层打2个孔）,每个钻孔8~10m深。
上下山掘进时，每个工作面打3个预测钻孔，钻孔8~10m 深。
石门揭煤工作面应打预测孔不少于5个，孔深穿过全煤层厚或进入煤层深度不少于5m。
钻孔进入煤层时，先用压风吹洗钻孔，然后每钻进1m取一个煤样测量解吸指标和钻屑量指标。
回采工作面在离上下顺槽5m处开始布置预测孔，中间每隔10m布置一个预测孔，孔深8~10m。
测完一个工作面的数据后，将测得最大钻屑量输入仪器就可预报该工作面预测孔范围内的突出危险性。
所有预测钻孔都应布置在工作面最软分层煤中（石门揭煤除外），并尽量保证预测孔始终在该软分层中钻进。
用于措施效果检验室，检验孔应布置在措施孔中间。
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。
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。
安全工程 8.2突出预测指标的测定
五、实验结果处理
将钻屑瓦斯解吸指标的测定数据记录到表1中，并对测
定的K1值指标进行分析。
表8-2 钻屑瓦斯解吸指标K1值测定数据分析
六、注意事项
在进行解吸实验时必须在煤样暴露（煤样卸压）时开
始准确计时。
脱气结束后，调整恒温水浴温度为30±1℃；拧开高压瓦斯 钢瓶阀门，使高压瓦斯钢瓶与密封罐连通，对密封罐煤样进 行充气0.5h。
四、实验步骤
（4）煤样瓦斯解吸指标的测定 首先，准备好机械秒表、 WTC 瓦斯突出参数测定仪，对
已经吸附平衡的密封罐内的煤样，在打开密封罐煤样卸压的
同时按下机械秒表计时。 在最短时间内将煤样装入 WTC 瓦斯突出参数测定仪的煤 样杯内，钻屑应自然装满煤样杯，并用筛子轻轻刮平，然后 按下采样键开始进行K1值的测定，采样结束后输入自煤样卸 压暴露到采样开始的时间， WTC 瓦斯突出参数测定仪将自 动计算出该实验煤样在该吸附平衡压力下的 K1 值（ ml/g ） 。
图8-2 WTC瓦斯突出参数测定仪外观
三、实验原理
将含瓦斯煤样瞬间暴露于大气中或类似于大气环境条
件的仪器中，根据等容、等压、变容变压解吸原理测量
单位质量煤样通过连续自动测定煤样罐中瓦斯解吸压力 ，计算煤样的瓦斯解吸特征指标K1，结合弹簧秤测定的
钻粉量指标，判定工作突出危险性。《防治煤与瓦斯突
出细则》规定，可用钻屑瓦斯解吸指标（K1值等）或最 大钻屑量指标来预测煤层瓦斯突出危险性。
四、实验步骤
（1）煤样的预处理 将制备好的煤样（约150g）装入密封罐中，装罐时应尽量 将罐装满压实，以减少罐内死空间的体积，在煤样上加盖脱 脂棉或80目铜网，密封煤样罐。 （2）煤样真空脱气 开启恒温水浴锅，真空泵，设定水浴温度为60±1℃，打开 密封罐阀门，对煤样进行真空脱气0.5h。
钻屑瓦斯解吸指标△h2值
钻屑瓦斯解吸指标△h2值一、瓦斯解吸指标概述瓦斯解吸指标是衡量煤矿井下瓦斯涌出性和瓦斯治理效果的重要参数。
在煤矿安全生产中，对瓦斯解吸指标的研究和掌握具有重要的实际意义。
钻屑瓦斯解吸指标△h2值是其中一个关键指标，对于矿井瓦斯防治和安全管理具有重要作用。
二、△h2值的概念及意义△h2值，即钻屑瓦斯解吸指数，是指在一定条件下，钻屑中的瓦斯压力降低值与对应的瓦斯流量之比。
它反映了瓦斯在钻屑中的解吸速度和解吸程度，是衡量瓦斯涌出性和矿井瓦斯治理效果的重要指标。
△h2值越大，表明瓦斯解吸速度和解吸程度越高，瓦斯涌出量越大，反之则越小。
三、钻屑瓦斯解吸指标△h2值的应用1.瓦斯涌出预测：通过测定钻屑瓦斯解吸指标△h2值，可以预测矿井瓦斯涌出情况，为矿井瓦斯防治提供科学依据。
2.瓦斯治理效果评估：△h2值可用于评估瓦斯治理措施的效果，为优化瓦斯治理方案提供参考。
3.安全生产管理：钻屑瓦斯解吸指标△h2值可作为矿井安全生产的重要监控指标，有助于预防和减少瓦斯事故的发生。
四、影响△h2值的因素1.煤层瓦斯含量：煤层瓦斯含量越高，△h2值越大。
2.煤层透气性：煤层透气性越好，瓦斯解吸速度和解吸程度越高，△h2值越大。
3.钻屑尺寸：钻屑尺寸越小，瓦斯解吸速度和解吸程度越高，△h2值越大。
4.温度和压力：温度和压力的变化会影响瓦斯的解吸过程，进而影响△h2值。
五、提高△h2值的方法与措施1.优化钻屑制备工艺，降低钻屑尺寸。
2.加强煤层注浆封孔，提高煤层透气性。
3.合理调整矿井通风系统，降低瓦斯浓度。
4.加强瓦斯监测和预报，提高瓦斯防治的针对性和实时性。
六、结论钻屑瓦斯解吸指标△h2值在煤矿安全生产中具有重要意义。
通过对△h2值的研究和应用，可以为矿井瓦斯防治和安全管理提供有力支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钻屑瓦斯解吸指标预测方法简介
利用钻屑瓦斯解吸指标K1和钻屑量指标Smax预测工作面突出危险性是近几年来推广的一项新技术，主要适用于煤巷掘进、回采以及石门揭煤过程中工作面前方8~10m范围内突出危险性预测以及采取过防突措施以后的措施效果检验。
这种方法是在工作面用煤电钻或岩石电钻配8~10m的麻花钎杆向煤层打￠42mm的钻孔，根据钻孔过程中每米排出钻屑量的多少以及排出钻屑的瓦斯解吸指标的大小预测工作面前方钻孔范围内的突出危险性。
向工作面前方煤层打钻孔时，用塑料桶收集每钻进1米钻孔排出的钻屑，并用测力计测量其重量；钻孔每钻进2米，用￠1~3mm的筛子在孔口接煤粉，接煤粉的同时启动秒表计时；煤样筛分后迅速装入煤样瓶中，并用筛子刮平，使装入煤样体积和煤样瓶体积一致，然后拧紧罐盖，松开盖上阀门；当秒表计时时间到达预定值t0时（t0一般应取1min、1.5min、2min,不应超过2min，不足1min应等1min、同理不足1.5min、不足2min等到2min），拧紧盖上阀门的同时执行仪器采样功能，便开始该煤样的瓦斯解吸指标测量。
煤层平巷掘进时，每个工作面应打2~3个预测钻孔（急倾斜煤层打2个孔）,每个钻孔8~10m深。
上下山掘进时，每个工作面打3个预测钻孔，钻孔8~10m 深。
石门揭煤工作面应打预测孔不少于5个，孔深穿过全煤层厚或进入煤层深度不少于5m。
钻孔进入煤层时，先用压风吹洗钻孔，然后每钻进1m取一个煤样测量解吸指标和钻屑量指标。
回采工作面在离上下顺槽5m处开始布置预测孔，中间每隔10m布置一个预测孔，孔深8~10m。
测完一个工作面的数据后，将测得最大钻屑量输入仪器就可预报该工作面预测孔范围内的突出危险性。
所有预测钻孔都应布置在工作面最软分层煤中（石门揭煤除外），并尽量保证预测孔始终在该软分层中钻进。
用于措施效果检验室，检验孔应布置在措施孔中间。