煤层瓦斯基本参数测定方案

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大黄山煤层瓦斯基本参数测定及其突出危险性鉴定实施方案

大黄山煤层瓦斯基本参数测定及其突出危险性鉴定实施方案

大黄山豫新煤业有限责任公司大黄山煤层瓦斯基本参数测定及其突出危险性鉴定实施方案大黄山豫新煤业有限责任公司通风部2010年3月目录一、前言二、矿井基本情况1、交通位置2、地形地貌3、井田构造4、煤系地层及煤层5、开拓、开采三、通风、瓦斯四、技术方案1、煤样瓦斯参数实验测定1)坚固性系数测定步骤:2)瓦斯放散初速度测定步骤(WFC-2型)3)煤层瓦斯含量4) 煤层瓦斯压力测定5)煤层测压孔布置:五、煤层突出危险性评价六、工作安排说明七、所需设备和材料准备一、前言近年来所属矿井随着开采深度和开采强度的增加,瓦斯灾害越来越严重,矿井安全生产面临着许多新问题。

对于瓦斯矿井而言,瓦斯事故是煤矿的重大灾害和安全隐患之一。

在瓦斯综合防治中为避免盲目性,作到经济、有效、可靠和有预见性,需要对矿井煤层的瓦斯基本情况有一个准确的把握。

通过对瓦斯参数测定,确定煤层的瓦斯压力、煤的相关物理性质等特性,为瓦斯综合治理方案的制定,以及瓦斯抽放设计和综合利用提供基础和依据。

为此,新疆大黄山豫新煤业有限责任公司,根据大黄山煤矿采掘部署情况,现场测定+690、+772、+733中大、+733八尺煤层的瓦斯压力;同时取煤层的煤样,实验室分别测定煤的坚固性系数f、瓦斯放散初速度ΔP。

根据上述煤层瓦斯基本参数的测定并计算的结果,依据有关标准对大黄山煤矿煤层的突出危险性进行鉴定(或评价)。

二、矿井基本情况1、交通位置新疆豫新煤业公司大黄山煤矿位于阜康市、距乌鲁木齐125km,行政区划属阜康市管辖。

矿区以北7km有乌--奇公路和吐--乌--大高等级公路通过,矿区的沥青公路与之相连,交通较为方便。

新疆国土资源厅新疆生产建设兵团农六师大黄山煤矿划定矿区范围。

整个范围由8个拐点圈定,勘探区东西长约3.5km面积8km2。

由农六师于1958年建井,设计年产量9万吨,1997年后,通过逐年的技术改造后,现实际生产能力为60万吨,主要开采中大槽、八尺槽、2、地形地貌矿区地处准噶尔盆地东南缘之博格达山北麓低山~丘陵地带,地表植被稀疏,地形以黄山河为界东西各具特点。

煤层瓦斯含量测定方法

煤层瓦斯含量测定方法

煤层瓦斯含量测定方法煤层瓦斯含量测定方法是评估煤矿安全的重要手段。

煤层瓦斯是指在煤矿地下开采过程中由于煤中残留的天然气释放而形成的一种可燃气体。

煤层瓦斯中的主要成分是甲烷,其它成分还包括少量的乙烷、丙烷和氮气。

甲烷是一种易燃气体,在煤矿中存在煤层瓦斯时,会给煤矿开采带来很大的安全隐患,因此准确测定煤层瓦斯的含量对煤矿的安全生产至关重要。

煤层瓦斯含量的测定方法有多种,下面将重点介绍其中的几种常用方法。

1. 旁路双反流法旁路双反流法是一种常用的测定煤层瓦斯含量的静态方法。

它的原理是在密闭的容器中,将一定量的煤样饱和吸附一定时间后,再通过恢复测得容器内气体体积的变化,从而计算出煤层瓦斯的含量。

这种方法测定结果准确可靠,但操作复杂,不适用于现场快速测定。

2. 煤层瓦斯抽放法煤层瓦斯抽放法是一种常用的测定煤层瓦斯含量的动态方法。

它的原理是通过在煤层中钻孔并安装瓦斯抽放装置,将煤层瓦斯引导到抽放装置中,并实时监测瓦斯流量和瓦斯浓度。

通过瓦斯流量和浓度的变化,计算出煤层瓦斯的含量。

煤层瓦斯抽放法操作简便,适用于现场快速测定,但有一定的局限性,需要在煤层钻孔并安装抽放装置。

3. 井下瓦斯测定法井下瓦斯测定法是一种常用的测定煤层瓦斯含量的动态方法。

它的原理是通过在煤矿井下设置瓦斯测定装置,实时监测瓦斯浓度和瓦斯流量,并根据井下瓦斯测定装置的结构和原理,计算出煤层瓦斯的含量。

井下瓦斯测定法具有实时性强、操作简便等优点,可以有效地监测煤层瓦斯含量的变化。

4. 传感器测定法传感器测定法是一种常用的测定煤层瓦斯含量的动态方法。

它的原理是通过安装煤层瓦斯传感器,实时监测煤层瓦斯的浓度,并根据传感器的输出信号,计算出煤层瓦斯的含量。

传感器测定法操作简便,适用于现场快速监测,但需要注意传感器的准确性和可靠性。

总结起来,煤层瓦斯含量的测定方法有旁路双反流法、煤层瓦斯抽放法、井下瓦斯测定法和传感器测定法等多种。

不同的方法适用于不同的场景和需求,选择合适的测定方法可以提高煤矿安全生产的效率和准确性。

瓦斯参数测定方法

瓦斯参数测定方法
抚顺分院在1980~1981年期间,研究提出了钻屑解吸法测定
煤层瓦斯含量的方法。方法的原理与地勘钻孔所用解吸法相同。 与在地勘钻孔中应用相比,该法在井下煤层钻孔应用的明显优点:
一是煤样暴露时间短,一般为3~5min,且易准确进行测定;
二是煤样在钻孔中的解吸条件与在空气中大致相同,无泥浆
和泥浆压力的影响。
5 瓦斯参数测试方法
瓦斯浓度
单位体积空气中所含有的瓦斯体积的体积百分数
称之为瓦斯浓度,常用%作单位,我们常说的瓦斯浓
度为1%表示的是井下每1m3大气中含有0.01m3的瓦斯。
矿井相对瓦斯涌出量 矿井绝对瓦斯涌出量
A)用于民用(甲烷浓度在30%-80%) 仅限于高浓度瓦斯的应用,但由于我国大部分煤矿地处偏远, 利用起来存在非常大的的局限性。 B) 工业瓦斯锅炉(甲烷浓度在30%-80%)。 该种方式采用的燃料的直接燃烧,燃料的利用效率相对较低, 且适合于离城市相对较近的煤矿。 C) 瓦斯发电(甲烷浓度在>4%) 投资低,建设周期短,就地消化,就地应用或远距离输送, 规模可大可小,灵活方便。 D) 地面抽采,做LNG或CNG(甲烷浓度>80%) 起步阶段,目前仅有中石油、中联煤两家公司正在开展该方 面的研发。 E)氧化销毁甲烷浓度<1%, 目前仅有几个示范项目,主要是风排。
[e
k t1
1]
式中
r0——钻屑开始解吸瓦斯时的解吸瓦斯速度; k——常数;
t1——煤样从脱离煤体至开始解吸测定所用时间。
5 瓦斯参数测试方法
5.井下煤层瓦斯含量测定方法—钻屑解吸法(C)
无论是钻屑解吸法A或B,均要计算取样损失量、残存 量这些测定在需要在专门的实验室完成,因此测定周期长。 为了实现井下煤层瓦斯含量快速测定,抚顺分院在1993~ 1995年期间提出了一种新的钻屑解吸法—钻屑解吸法(C), 研制了WP-1型井下煤层瓦斯含量快速测定仪。 计算公式:

煤层瓦斯基本参数测定与计算

煤层瓦斯基本参数测定与计算

煤层瓦斯抽采基本参数测定与计算
3、煤层瓦斯含量测定与计算
3)煤层瓦斯含量测定: (2)井下解吸法
■现行原则 《煤层瓦斯含量井下直接测定措施》(GB/T23250-2023)
■ 技术原理 和地勘时期瓦斯含量测定措施原理一样,采用解吸法。在 井下
测定瓦斯解吸量和解吸速度,计算损失量,在地面继续测定解吸 量和粉碎后瓦斯解吸量,测定或计算常压可解吸量(近视于残余 量)。四者之和就是煤层瓦斯含量。
边界煤层瓦斯压力一般为0.25~0.3MPa, ②煤层瓦斯压力随深度而增长。根据北票、南桐、天
府、鸡西等矿井统计,每100m垂深,瓦斯压力约 增长0.06~0.16MPa。 ③煤层连续稳定同一深度旳瓦斯压力基本相同。如中 梁山煤矿K1煤层在垂深378m水平沿走向128m范 围内,实测瓦斯压力均在2.8MPa左右。 ④地质构造带煤层瓦斯压力可能异常。
煤层瓦斯抽采基本参数测定与计算
4、煤层透气性系数测
定与计算
P2
★煤层透气性系数是衡量煤层 透气性大小旳指标。 ★物理意义是在1m3煤体旳两 侧,压力平方差为1MPa2时, 经过1m长度旳煤体,在1m2煤 面积上每天流过旳瓦斯量。 ★煤层透气性系数在不同地点 相差很大。在集中应力带,煤 层透气性可降低二分之一或更 多;而在卸压带,则可增长几 十倍到几万倍。
0.2
1.1
482
2.96
12
520
3.63
0.6
780
4.9
煤层瓦斯抽采基本参数测定与计算
2.瓦斯压力测定与计算
2)瓦斯压力旳测定
煤层瓦斯压力测定措施有直接测定法和间接测定法2类。
直接测定法分为打钻、封孔、测压3个环节。其关键旳是严
密封闭钻孔,微量旳漏气将造成测得瓦斯压力值大大不大于 真实旳瓦斯压力值。 • 老式旳测定措施是在岩石巷道中向煤层打钻孔,然后用不同 材料封堵孔口,最终安设测压表测压。近年中国研制了新封 孔材料和措施,很好地处理了煤层中旳钻孔封孔不严旳难题, 因而目前也可在煤层中打钻测压。 • 封孔旳措施有人工填料封孔、机械压入填料封孔、胶圈封孔、 胶囊密封液封孔和三相泡沫密封煤层钻孔等。只要封孔严密, 直接测定法能测出精确旳瓦斯压力值,应用普遍。

煤层瓦斯基本参数测定方案

煤层瓦斯基本参数测定方案

煤层瓦斯基本参数测定方案二零一三年八月目录1 煤层瓦斯压力测定 (1)1。

1 测压操作步骤 (2)1.2 瓦斯压力测定结果 (3)2 煤层瓦斯含量测定 (3)2.1 测定方法及过程 (4)2。

2 煤层瓦斯含量测定结果 (5)3 煤层透气性系数测定 (7)3。

1 测定原理 (7)3。

2 测定方法 (8)3。

3煤层透气性系数计算结果 (9)4 钻孔瓦斯流量衰减系数的测定 (9)4.1 测定原理 (10)4.2 测定方法 (10)5 煤的破坏类型测定 (12)6 煤的坚固性系数测定 (12)6.1 仪器设备 (12)6。

2 煤样制取 (12)6。

3 测定步骤 (13)6。

4 数据计算 (13)7 瓦斯放散初速度测定 (14)7.1 仪器设备 (14)7.2 煤样制取 (14)7。

3 测定步骤 (14)7。

4 数据计算 (15)8 煤层瓦斯吸附常数测定 (15)8。

1 煤样制取 (16)8.2 测定步骤 (16)8.3 试验结果输出 (18)9 煤层瓦斯钻屑指标测定 (19)9。

1 钻屑量测定 (19)9.2 钻屑瓦斯解吸指标测定 (19)煤层瓦斯基本参数的测定主要包括煤层瓦斯压力、含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的破坏类型、坚固性系数、放散初速度、瓦斯吸附常数、煤层瓦斯钻屑指标、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采参数的测定。

煤层瓦斯基本参数的测定,可以为矿井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基础参数支持,同时可以指导瓦斯管理,采取有效的瓦斯治理安全技术措施,合理使用煤矿瓦斯治理的资源,减少瓦斯管理及治理费用的浪费,确保煤矿的安全生产。

1 煤层瓦斯压力测定煤层瓦斯压力测定的钻孔布置在岩石巷道内,均为穿层钻孔,封孔方式和测压方法严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T 1047—2007)的有关规定.采用注浆封孔测压法,封孔材料为水泥浆加速凝剂、膨胀剂等,利用压风将密封罐内的水泥浆注入钻孔内,测压方式为被动测压法,即钻孔封孔完成后,等待被测煤层瓦斯的自然渗透达到瓦斯压力平衡后,测定煤层瓦斯压力.首先在距被测煤层一定距离的岩巷内打孔,孔径一般取直径φ75mm以上,钻孔最好垂直煤层布置,成孔后在孔内安设测压管,然后对钻孔进行封孔(〉10m);封孔后,安设压力表开始测压。

恩洪煤矿二号井C9煤层瓦斯基本参数测定

恩洪煤矿二号井C9煤层瓦斯基本参数测定

大 隐 患 。 因此 ,通 过 试 验 研 究 ,得 出矿 井 煤 巷
瓦 斯 事 故 是 煤 矿 的 重 大 灾 害 和 安 全 隐 患 之 掘进 工作面 突出预测敏感 指标 及其临界值 显得


为 了在 瓦 斯 综 合 防 治 中避 免 盲 目性 ,做 到 尤 为 重要 。 为 此 ,云南 东 源 煤 电股 份 有 限 公 司 、恩 洪 煤 矿 与 重 庆 煤 炭科 学 研 究 院( 下 简称 重 庆 研 究 以
工 程 控 制 的 可 采 煤 层 由上 而 下 为 C、 C c。 置是 : 。 . 、
能力 6 0万 t ,现 实 际 生 产 能 力 4 /a 5万 t /a左 结 合 恩 洪 煤 矿 二 号井 的 开 拓 部署 情 况 ,分 别 在
右 ,二 个 开 采 水 平 , 即 +9 0 和 + 80 水 南 翼 采 区 110 14m 10m 2 9 1工 作 面下 运 输 巷 、+ 80 10 m水 平 。井 田 内煤层 属 于 晚二 叠 系 龙 潭 组 ,含 煤 3 平 回风 南 巷 、+ 80 2 10 m水 平 底 板抽 放 巷 不 同标 高 层 ,煤层 总 厚 3 .1 ,含煤 系 数 1% 。井 巷 布 置 C 煤 层 的原 始 瓦斯 压 力 测 定钻 孔 。具 体 布 24 米 3 ,
供 依据 和基 础 。 数厂 、瓦斯放散初速度 △ P等参 数 ;根 据现场测

恩洪煤矿二号井 自 18 年 以来 ,共发生瓦 定结果 和煤样实验室参数测算 出 C 煤层瓦斯含 90
斯 动力现象 2 3次 ,均 发 生 在 C 煤 层 掘 进 过 程 量 、透 气 性 系数 、钻 孔 瓦斯 流 量 衰 减 系数 等参 中 ,突 出煤 量最 大 2 5吨 ,平 均 l.5吨 ;喷 出 数 。 3 65 瓦 斯量 最大 83万 Is 均 3万 m 以上 。 因此 , 3 _ n,平 、测 定方 法

瓦斯参数的测定方法

瓦斯参数的测定方法

abP (1 − W − A) d 1 + bP
Wm = k p +
abP (1 − W − A) d 1 + bP
式中,Wm——每 1m3 煤的总瓦斯含量,m3/m3; kp——煤的孔隙率, %, 煤的孔隙率是指单位体积煤中所含有的孔隙体积, 一般在 8~ 12%左右。 图 4-6 反映了吸附瓦斯量和游离瓦斯量以及总瓦斯量的关系。从图中可以看出,在瓦斯 压力比较低时,吸附瓦斯量占绝大部分,随着瓦斯压力的增加,吸附瓦斯量渐趋饱和,而游 离瓦斯量所占的比例则逐渐提高。因此,在深部地层中,煤层和岩层中所含的游离瓦斯量往 往可以达到相当大的数值。 如果将每 m3 煤的瓦斯含量变为每 1t 煤的瓦斯含量,则
将上述测定结果,按要求填写表格,提出最终实验报告。 结果评定: 1) 合格样品: 钻孔煤心采取率大于 75%, 提钻过程中因故障停顿时间不超过 10~15min; 煤样在空气中暴露时间不超过 10~15min;密封罐不漏气;瓦斯解析测定中量管不漏气;含 量气路无堵塞;脱气时没有瓦斯损失;煤样灰分含量不超过 40%;记录完整齐全。 2)参考样品:凡有一项不符合上述要求的样品,划为参考样品。
1 2 3 4 5 6 7 8
瓦斯
图 4-5
胶圈—压力粘液封孔系统
1—外管;2—胶圈;3—内 管;4—导液管; 5—支撑外管;6—压力 粘液;7—胶圈;8—内挡盘
这种方法在井下操作时,使用胶圈——压力粘液瓦斯压力测定仪。首先,在预定测压地 点的岩巷中向煤层打钻,钻孔见煤后立即停钻。将测压仪活节内、外管依次连接好,封孔深 度和封孔段长度按测压点的地质条件确定。打钻结束后,冲洗钻孔,排除封孔段的钻屑,将 测压仪送入钻孔。转动加压把手,使胶圈膨胀,严密封闭钻孔,然后用高压二氧化碳驱动粘 液进入钻孔封孔段, 即完成封孔任务。 再通过注气入口向钻孔注入补偿气体。 在测定过程中, 当粘液压力不足时,可再向粘液罐加压。 这种测压方法在原理上突破了国内外原有测压方法的设计思想, 井下操作比较简便, 可 以大大缩短测定瓦斯压力的时间,这对现场生产和安全都有现实意义。

瓦斯基础参数测定

瓦斯基础参数测定

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。

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。

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。

表1.1 测压仪参数表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。

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煤层瓦斯基本参数测定方案二零一三年八月目录1煤层瓦斯压力测定 (1)1.1测压操作步骤 (2)1.2瓦斯压力测定结果 (2)2煤层瓦斯含量测定 (3)2.1 测定方法及过程 (3)2.2煤层瓦斯含量测定结果 (4)3煤层透气性系数测定 (6)3.1测定原理 (6)3.2测定方法 (7)3.3煤层透气性系数计算结果 (8)4钻孔瓦斯流量衰减系数的测定 (8)4.1测定原理 (8)4.2测定方法 (9)5煤的破坏类型测定 (10)6煤的坚固性系数测定 (10)6.1仪器设备 (10)6.2煤样制取 (10)6.3测定步骤 (11)6.4数据计算 (11)7瓦斯放散初速度测定 (12)7.1仪器设备 (12)7.2煤样制取 (12)7.3测定步骤 (12)7.4数据计算 (13)8煤层瓦斯吸附常数测定 (13)8.1煤样制取 (14)8.2测定步骤 (14)8.3试验结果输出 (16)9煤层瓦斯钻屑指标测定 (16)9.1钻屑量测定 (16)9.2钻屑瓦斯解吸指标测定 (16)煤层瓦斯基本参数的测定主要包括煤层瓦斯压力、含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的破坏类型、坚固性系数、放散初速度、瓦斯吸附常数、煤层瓦斯钻屑指标、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采参数的测定。

煤层瓦斯基本参数的测定,可以为矿井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基础参数支持,同时可以指导瓦斯管理,采取有效的瓦斯治理安全技术措施,合理使用煤矿瓦斯治理的资源,减少瓦斯管理及治理费用的浪费,确保煤矿的安全生产。

1煤层瓦斯压力测定煤层瓦斯压力测定的钻孔布置在岩石巷道内,均为穿层钻孔,封孔方式和测压方法严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T 1047-2007) 的有关规定。

采用注浆封孔测压法,封孔材料为水泥浆加速凝剂、膨胀剂等,利用压风将密封罐内的水泥浆注入钻孔内,测压方式为被动测压法,即钻孔封孔完成后,等待被测煤层瓦斯的自然渗透达到瓦斯压力平衡后,测定煤层瓦斯压力。

首先在距被测煤层一定距离的岩巷内打孔,孔径一般取直径© 75mm以上,钻孔最好垂直煤层布置,成孔后在孔内安设测压管,然后对钻孔进行封孔(>10n);封孔后,安设压力表开始测压。

前两个小时每30分钟记一次压力指示值,测压的前三天,需要每天记录一次压力表的指示值;以后每隔两天记录一次压力表的指示值。

当压力表的压力指示值连续四天没有变化时,其压力即为煤层原始瓦斯压力,压力测定结束,即可进行煤层透气性系数测定。

封孔方式采用水泥砂浆封孔,穿层钻孔的封孔方式示意图如图1所示:9543211067 一U4F向上向孔1煤层2钻孔3水泥砂浆4测压管5挡盘6注浆管7返浆管8压力表9三通10球阀11放水器12注浆泵13水泥砂浆池14挡板图1测压钻孔注浆封孔示意图封孔长度取决于封孔段岩性及其裂隙发育程度。

岩石硬而无裂隙时可适当缩短,但不能小于5m岩石松软或有裂隙时应增加。

成孔以后,将测压管和注浆管连同圆楔形木塞一起置于测压钻孔之中,并将木塞在孔口紧固。

水泥沙浆封孔一般采用压缩空气作为动力把充填物送入测压孔中,水泥与沙子的配比为1:2.5。

为避免水泥沙浆凝固后出现收缩现象,也可在普通水泥中按重量加入少量的水泥膨胀剂。

封孔长度应在10m以上;经24小时凝固,安设截止阀和压力表开始测压。

钻孔施工采用ZY750型液压钻机。

钻孔要穿过煤层,并进入煤层顶板或底板,穿入顶(底)板深度0.5m,具体操作时以钻孔不再排煤粉,开始排岩粉为准。

1.1测压操作步骤①当钻孔即将见煤,穿透煤层以及清洗钻孔,排除孔中积水和岩屑,都要详细记录参数(开孔及终孔时间、方位角、倾角、孔深、煤厚)。

②测压人员要及时组装测压管,尽快封闭测压孔。

测压管的安装长度视钻孔深度而定,一般应尽可能靠近煤层。

③测压人员将测压管下至预定位置时,为了保证测压管不漏气,在管连接口处,缠上适量的生胶带。

④在孔口上打上防滑楔,以保安全。

⑤注浆人员将搅拌均匀的水泥沙浆倒入喷浆罐内,数量可占其容积的三分之二,将罐盖压紧,然后把注浆管插入钻孔中,采用压气封孔时,借助喷浆罐将水泥沙浆由孔口向孔底逐渐充填,直至注满为止。

⑥待凝固24小时后,安装压力表。

安装时要仔细检查压力表密封垫圈是否合格,为可靠起见,最好也缠绕适量的生胶带。

⑦安装压力表后,及时观察前二个小时压力值变化,每30分钟记录一次。

⑧在整个测压过程中,前三天,每天记录2至3次压力值,以后每天要观察记录一次压力值的数据,若发现有异常情况要及时分析处理。

⑨如瓦斯压力连续三天无变化,则可认为这个稳定压力就是煤层瓦斯压力。

1.2瓦斯压力测定结果测压钻孔密封装表后,定时观察和记录瓦斯压力,并仔细检查漏气情况,观测时间不少于20〜30d,如瓦斯压力在3d内变化小于0.015MPa,则可认为这个稳定的压力就是煤层瓦斯压力。

煤层瓦斯压力测定结果记录表如表1所示:2煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量是单位体积或重量的煤体中所含的瓦斯量(换算为标准状态),常用m i/t或nVm3作为计量单位。

煤层瓦斯含量是煤层瓦斯的主要参数,直接、准确测定煤层瓦斯含量,用于矿井采掘部署、开拓延伸设计、煤层瓦斯赋存规律研究、瓦斯涌出量预测、瓦斯抽采效果评价、煤层气资源评价、突出危险性区域预测及区域验证等方面。

2.1测定方法及过程采用DG(型瓦斯含量直接测定装置测定瓦斯含量,测压孔见煤后,停钻取样,开始测量瓦斯含量井下解析。

具体测定过程如下:①打钻遇煤前采样人员到达采样现场,准备好取芯钻头、取芯管HF-5型解析仪、煤样罐、秒表、扳手、夹子、大气压力表、铁桶或塑料桶一个(盛水)。

②钻孔遇煤后,采用直径为①73mm岩芯管采取煤芯。

③钻煤完后,煤芯提到孔口时,尽快地从煤芯管中取出煤芯,采取中间完整部分,装入罐中密封。

控制这段时间在2min之内。

煤芯中混合有夹矸及杂物时给予剔除。

注意煤样不得用水清洗,保存原状装罐,也不要去压实。

煤样距罐口留10mm的间隙最好,煤样约400g左右。

④将煤样罐与HFJ-5型解吸仪连接进行现场解吸(如图2所示),其步骤为:将仪器倒立,拧开灌水口塞子,用手指堵住出水口和进气口,将仪器内部量筒内装满水至螺纹以上,排出筒内气泡后拧紧塞子,将仪器正立,松开手指,然后将仪器放置于巷道底板平整处或悬挂起来,将针头插入煤样罐,再将胶管与进气口相连,即开始解析测量。

此时气体进入量管内后,水通过排水口排出。

在煤样罐与解吸连接时打开秒表记录时间,每分钟记录一次数据,直到30min结束⑤当解吸过程中井下解吸仪需要换水时,不停止秒表,用夹子夹住胶管,拔下,将备用的清水灌入,方法同第4步,然后插上胶管松开夹子继续测定。

当换水完毕后开启阀门,到整数时间时读数,这样把关闭阀门期间累加解吸量平均到关闭阀门时间段上。

⑥现场解吸完成后,拔出针头,将取样罐拧紧,泡在水中检查是否有漏气现象,若有渗漏,再拧紧,然后再检查气密性,直至不漏气为止。

瓦斯含量测定取样和井下现场解析到此结束。

⑦在上述采样和解吸过程中要记录采样时间、采样地点、采样深度,记清钻孔遇煤时间,钻进时间,起钻时间,钻具提到孔口时间,煤样装罐时间,开始解吸测定时间,以及解吸测定时的气温,水温和取样点气压。

⑧将煤样罐送往煤矿化验室进行实验室瓦斯含量解吸,得出煤层瓦斯含量值。

图2 HFJ-5型解吸仪与煤样罐连接图2.2煤层瓦斯含量测定结果煤层瓦斯含量包括井下瓦斯解吸量、地面常压瓦斯解吸量、常压粉碎瓦斯解吸量和常压吸附瓦斯量几个部分。

1、井下瓦斯解吸量井下钻孔取芯后选取粒径较大、保质性好的煤块快速装入煤样筒,读取初值后快速与井下解吸仪连接开始解吸,然后每分钟记录一次读数,直至30min后解吸结束,关闭煤样筒阀门,读取井下瓦斯解吸量为W1,根据瓦斯解吸速度、损失时间t结合解吸模型可进行损失瓦斯含量W的计算。

记录取芯时间、取芯位置、取芯人员、钻孔信息、煤样粒度大小描述(五类),如表2所示:2、地面常压瓦斯解吸量地面常压瓦斯解析在实验室内进行,读取初值,将解吸玻璃管与煤样筒连接,开启阀门开始解吸,当解吸到解吸量小于5ml/min时解吸结束,得出地面常压解吸量为W2, W与W之和为粉碎前自然瓦斯解吸量W。

3、常压粉碎解吸量将地面解吸仪解吸玻璃管(1000ml组)充工作液并检测气密性,将二次煤样及时倒入粉碎机料钵压紧后与地面解吸仪连接,读取初值开启粉碎,粉碎至2min左右或解吸量较少时结束粉碎,读取终值为粉碎瓦斯解吸含量W,常压吸附瓦斯量W可在瓦斯压力为O.IMPa时采用朗格缪尔方程计算得到。

最后可得煤层瓦斯含量为井下瓦斯解吸量、地面常压瓦斯解吸量、粉碎瓦斯解吸量、常压吸附瓦斯量和损失瓦斯量之和,即:W=WW+V3+W。

3煤层透气性系数测定煤层透气性表示煤层瓦斯流动的难易程度,是衡量煤层瓦斯预抽难易程度的 重要指标。

3.1测定原理我国井下直接测定煤层透气性系数方法是中国矿业大学法一一径向不稳定 流动理论。

径向流量法测定煤层透气性系数是以瓦斯在煤层中径向流动理论为基 础而得出的煤层透气性系数测定和计算方法,其基本假设为:① 在钻孔瓦斯流动范围内,煤层均质且各向同性;② 钻孔垂直煤层(至少偏斜角不超过 30°)贯穿煤层,在瓦斯流动场内煤 厚不变; ③ 煤层顶底板不漏气且不含有瓦斯;④ 打开钻孔之前,孔内瓦斯压力为原始瓦斯压力,打开后则始终保持大气 压力; ⑤ 瓦斯在煤层中的流动为等温过程,且温度等于煤层温度; ⑥ 瓦斯在煤层中的流动服从达西定律。

⑦ 据煤层瓦斯基础参数和钻孔瓦斯涌出规律,采用下述公式对煤层透气性 进行试算和验算:P i —测量时钻孔中的瓦斯压力,一般为 o.iMPa r o —钻孔半径,mA= qr o /( F 02- P i 2), B= 4tP o 1.5/( ar 2F o =1O -2~1 入 一 A®B ( 1/1-64 ) F o =1~1O 入 =A ,39 B (1/2.56 ) F o =1O~lO入 =1.1 A 1.25B ( 1/4)F o =1O 2~1O 3 入 =1.83 A 1.14B (1/7.3) F o =io 3~io 5入 =2.1 A .11B (1/9)57F o =1O~1O入 =3.14 A 1.07B (1/14.4) F o —时间准数,F o =B X ;入一煤层的透气性系数, m i /(MPa 2 • d);)q—排放时间为t时,钻孔单位面积煤壁上的瓦斯涌出量nV(m2.d), q= Q( 2n r o L);Q-排放时间为t时,钻孔的瓦斯流量,m/d ;L—钻孔见煤长度,一般取煤厚,mt —打开阀门后的时间,d;a—煤层瓦斯含量系数,n3/(m3.MPa).5),:一W p ;W-煤层瓦斯含量,m/m3;P—确定煤层瓦斯含量时的瓦斯压力,MPa由于计算透气性系数公式式子较多,须采用试算法来确定选取的计算式。

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