穿层钻孔直接测定煤层瓦斯含量取样工艺研究
煤层瓦斯含量直接测定方法
X2=/G。
2、2、4煤样粉碎时得解吸瓦斯量
采用排水集气法测定瓦斯量。当煤样罐得出气量小于
1 cm3/min
时,快速打
开煤样罐盖,取出煤样200g称重,精确到0、1g,装入粉碎机得容器内。将容器放
在粉碎机上,盖上粉碎机得盖子,并拧紧压盖。
将粉碎机得出气胶管与水瓶得进气口连接好。 记录初始水瓶读数。 打开粉碎机得开关与秒表,粉碎3～5分钟,每隔5分钟读数,记录排水得体积(cm3)与时刻(min)。直至解吸停止。得到煤样粉碎后解吸瓦斯量 。单位煤重得粉碎后解吸瓦斯量X3=/200。
1)煤样罐通过排气管5与解吸称量仪连接后,随即有从煤样泄出得瓦斯进入量管,用排水称重法将瓦斯收集在水量罐内。
2)每间隔一定时间记录电子称读数t、g(1 g = 1cm3)及测定时间T ,连续
3
观测60～120 min或解吸量小于2cm/min为止。开始观测前30min内,间隔1
min,以后每隔(2～5)min读数一次;同时记录气温、水温及大气压力。
称重记录后,装入粉碎机得容器内。
(2)将容器放在粉碎机上,并拧紧压盖,盖上粉碎机得盖子。将粉碎机得出气胶管与水瓶得进气口连接好。记录初始水瓶读数。
(3)打开粉碎机得开关与秒表,粉碎机开始振动粉碎煤样并脱气,粉碎3～5
分钟,每隔5分钟读数,记录排水得体积(cm3)与时刻(min)。直至解吸停止。
(3)打开煤样罐阀门与秒表,然后按秒表指示得分钟整数时刻,每隔1分钟读数,记录排水得体积(cm3)与时刻(min)。
(4)连续观察记录60～120分钟,当煤样罐得出气量小于1 cm3/min时,关闭煤样罐阀门。
2、5地面粉碎煤样解吸瓦斯操作程序
3
(1)当煤样罐得出气量小于1 cm/min时,快速打开煤样罐盖,取出200g煤样,
煤层瓦斯含量井下直接测定方法
煤层瓦斯含量井下直接测定方法煤层瓦斯含量井下直接测定方法1、范围本标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。
本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。
本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。
2、仪器设备a)煤样罐：罐内径大于 60mm，容积足够装煤样400g 以上，在 1.5MPa 气压下保持气密性；b)瓦斯解吸速度测定仪（简称解吸仪，如图 1 所示）：量管有效体积不小于 800cm3，最小刻度 2 cm3；c)空盒气压计：(80～106)Kpa，分度值 0.1kPa；d)秒表；e)穿刺针头或阀门；f)温度计：(-30～50)℃；g)真空脱气装置或常压自然解吸测定装置；h)球磨机或粉碎机；i)气相色谱仪:符合 GB/T 13610 要求；j)天秤：秤量不小于 1000g，感量不大于 1g；k)超级恒温器，最高工作温度(95～100)℃。
3、采样1）采样前准备（1）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通过向煤样罐内注空气至表压 1.5MPa 以上，关闭后搁置 12h，压力不降方可使用。
禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油。
（2）解吸仪在使用之前，将量管内灌满水，关闭底塞并倒置过来（见图 1），放置 10min 量管内水面不动为合格。
2）煤样采集（1）采样钻孔布置同一地点至少应布置两个取样钻孔，间距不小于5m。
（2）采样方式在未经过瓦斯抽采的石门、岩石巷道或新暴露的采掘工作面向煤层打钻，用煤芯采取器（简称煤芯管）采集煤芯或定点取样采集煤屑，采集煤芯时一次取芯长度应不小于0.4m。
（3）采样深度采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求：在采掘工作面取样时，采样深度应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不得小于12m；在石门或岩石巷道采样时，距煤层的垂直距离应视岩性而定，但不得小于5m。
煤层瓦斯含量井下直接测定方法
煤层瓦斯含量井下直接测定方法煤层瓦斯含量井下直接测定方法1、范围本标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。
本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。
本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。
2、仪器设备a)煤样罐：罐内径大于 60mm，容积足够装煤样400g 以上，在 1.5MPa 气压下保持气密性；b)瓦斯解吸速度测定仪（简称解吸仪，如图 1 所示）：量管有效体积不小于 800cm3，最小刻度 2 cm3；c)空盒气压计：(80～106)Kpa，分度值 0.1kPa；d)秒表；e)穿刺针头或阀门；f)温度计：(-30～50)℃；g)真空脱气装置或常压自然解吸测定装置；h)球磨机或粉碎机；i)气相色谱仪:符合 GB/T 13610 要求；j)天秤：秤量不小于 1000g，感量不大于 1g；k)超级恒温器，最高工作温度(95～100)℃。
3、采样1）采样前准备（1）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通过向煤样罐内注空气至表压 1.5MPa 以上，关闭后搁置 12h，压力不降方可使用。
禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油。
（2）解吸仪在使用之前，将量管内灌满水，关闭底塞并倒置过来（见图 1），放置 10min 量管内水面不动为合格。
2）煤样采集（1）采样钻孔布置同一地点至少应布置两个取样钻孔，间距不小于5m。
（2）采样方式在未经过瓦斯抽采的石门、岩石巷道或新暴露的采掘工作面向煤层打钻，用煤芯采取器（简称煤芯管）采集煤芯或定点取样采集煤屑，采集煤芯时一次取芯长度应不小于0.4m。
（3）采样深度采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求：在采掘工作面取样时，采样深度应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不得小于12m；在石门或岩石巷道采样时，距煤层的垂直距离应视岩性而定，但不得小于5m。
煤层瓦斯含量井下直接测定方法
煤层瓦斯含量井下直接测定方法1、范围本标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。
本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。
本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。
2、仪器设备a)煤样罐：罐内径大于60mm，容积足够装煤样400g 以上，在1.5MPa 气压下保持气密性；b)瓦斯解吸速度测定仪（简称解吸仪，如图1 所示）：量管有效体积不小于800cm3，最小刻度2 cm3；c)空盒气压计：(80～106)Kpa，分度值0.1kPa；d)秒表；e)穿刺针头或阀门；f)温度计：(-30～50)℃；g)真空脱气装置或常压自然解吸测定装置；h)球磨机或粉碎机；i)气相色谱仪:符合GB/T 13610 要求；j)天秤：秤量不小于1000g，感量不大于1g；k)超级恒温器，最高工作温度(95～100)℃。
3、采样1）采样前准备（1）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通过向煤样罐内注空气至表压1.5MPa 以上，关闭后搁置12h，压力不降方可使用。
禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油。
（2）解吸仪在使用之前，将量管内灌满水，关闭底塞并倒置过来（见图1），放置10min 量管内水面不动为合格。
2）煤样采集（1）采样钻孔布置同一地点至少应布置两个取样钻孔，间距不小于5m。
（2）采样方式在未经过瓦斯抽采的石门、岩石巷道或新暴露的采掘工作面向煤层打钻，用煤芯采取器（简称煤芯管）采集煤芯或定点取样采集煤屑，采集煤芯时一次取芯长度应不小于0.4m。
（3）采样深度采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求：在采掘工作面取样时，采样深度应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不得小于12m；在石门或岩石巷道采样时，距煤层的垂直距离应视岩性而定，但不得小于5m。
测定残余瓦斯含量时,取样不受此限制。
单一低透煤层底板穿层钻孔瓦斯高效抽采技术研究
单一低透煤层底板穿层钻孔瓦斯高效抽采技术研究研究报告**股份公司**二〇一二年十月二十日单一低透煤层底板穿层钻孔瓦斯高效抽采技术研究研究报告一、己15-14140工作面概况1.工作面位置该工作面位于二水平己二上山采区西翼，东起采区上山，西至十二矿北风井己组保护煤柱线，南邻正在准备的己15－14120采面，北部尚未开发。
该工作面标高－510～－656m，地面标高+120～+150m，埋深630～806m。
工作面东西可采走向长877m，南北倾斜宽168m，采高3.6m，圈定可采储量69.5万t。
2.煤层赋存情况根据钻孔资料及揭露己15煤层分析，该采面煤厚在3.4～3.85m，平均3.6m，在构造区域有变薄情况。
煤层倾角17～28°，平均22°，呈西缓东陡之趋势。
3.地质构造该采面地质情况简单。
该区域地质资料揭露稀少，根据钻孔、皮带上山及己15－14120机巷揭露的资料分析，预计该采面不会有大的地质构造。
4.顶底板岩性直接顶为细砂岩与粉砂岩互层，距煤层顶板0.8m左右有一层0.1～0.5m的煤线，该层易随采随落。
直接底为一薄层泥岩，厚约2m，遇水易膨胀。
煤岩层综合柱状图如图4-1所示。
5.水文该采面水文地质条件简单，煤层顶板中粗粒砂岩含水层裂隙发育，富水程度中等。
预计正常涌水量2～3m3/h，最大5m3/h。
6.自燃发火期己15煤层自燃发火期4～6个月。
7.瓦斯该工作面瓦斯压力1.8MPa，瓦斯含量22.0m3/t，根据突出危险等级划分，属突出危险工作面。
8.地表地面为山坡，无建筑物及水体。
图1-1 煤岩层综合柱状图二、封孔技术改进封孔技术直接决定瓦斯抽采效果。
通过考察不同封孔材料和封孔工艺条件下钻孔的抽采效果，改进得到一种高效的封孔技术；通过确定合理封孔长度，保证了最优的封孔效果。
研究表明：目前封孔效果不好存在的几个致命问题是：1）材料不具备膨胀性能，不能封堵钻孔周围的微裂隙；2）材料反应速度过快，几十秒甚至几秒的时间，工人根本不能完成整个封孔工序，匆匆忙忙的操作，无法保证封孔质量；3）封孔长度不合理。
煤层群底板穿层钻孔瓦斯抽采半径考察研究_周勇
1． 1 抽采半径考察方法 抽采半 径 现 场 考 察 法 是 目 前 运 用 最 广 泛 的 方
法，主要包括瓦斯压力降低法、钻孔瓦斯流量法、瓦 斯含量降低法和气体示踪法［5 － 8］。各种测定方法都 有其优缺点，本次选择钻孔瓦斯流量法 + 瓦斯含量 降低法相结合的测定方法，该方法首先建立在瓦斯 流量统计的基础上，并同时测定煤层瓦斯含量加以 验证，这种方法得出的结果相对较为准确。
Ｒesearch on Gas Drainage Ｒadius of Crossing Boreholes in Floor of Coal Seam Group
ZHOU Yong
（ Safety Supervision Bureau of Shenhua Group Co． ，Ltd． ，Beijing 100011，China）
·102·
防突措施［3］。为了有效消除煤层的突出危险性，在 煤层瓦斯抽采过程中，必须合理布置抽采钻孔，以保 证抽采钻孔达到最佳的抽采效果。而影响抽采钻孔 布置及抽采效果的关键因素是煤层瓦斯抽采半径的 确定。准确地测定煤层瓦斯抽采半径，既可以为钻 孔合理设计提供参考依据，从而提高抽采钻孔利用 率，减少钻孔工程量，节约施工成本，又保证了合理 的预抽时间和抽采效果［4］。因此，确定合理的瓦斯 抽采半径具有十分重要的意义。
首先，向考察煤层施工若干组抽采钻孔，在抽采 钻孔施工的同时，采集煤样，测定煤层的原始瓦斯含 量。然后，对考察区域进行瓦斯抽采，并记录抽采参 数，定期计算抽采量，根据抽采量推算考察区域煤层 残余瓦斯 含 量 降 低 到 临 界 值 以 下 时 钻 孔 的 抽 采 半 径。根据计算得到的抽采半径，采用直接测定法测 定考察区域煤层的残余瓦斯含量，当直接测定的残 余瓦斯含量也降低到临界值以下时，计算得到的抽 采半径 即 为 在 该 抽 采 时 间 内 所 对 应 的 有 效 抽 采 半径。 1． 2 抽采半径及临界值的确定
下向穿层钻孔高效抽采工艺研究
下向穿层钻孔高效抽采工艺研究发布时间：2022-08-31T01:58:46.834Z 来源：《科技新时代》2022年2期第1月作者：王磊[导读] 为解决朱集西煤矿11-2煤层采用下向钻孔抽采瓦斯过程中王磊皖北煤电集团有限责任公司朱集西分公司安徽淮南 232000摘要：为解决朱集西煤矿11-2煤层采用下向钻孔抽采瓦斯过程中,存在瓦斯抽采浓度低、抽采效果差、周期长等问题，根据11-2煤岩层赋存条件，分析导致这一问题主要因素，在对封孔及排水工艺优化的基础上，采用底板注浆封堵裂隙、大孔径立井集中排水技术，有效提升了钻孔瓦斯抽采浓度，缩短了抽采达标时间，提高了下向钻孔瓦斯抽采效果，为矿井瓦斯抽采提供技术支撑。
关键词：下向穿层孔；瓦斯抽采；集中排水；底板注浆1 试验区概况矿井11-2煤层为突出煤层，最大瓦斯压力1.2MPa，最大瓦斯含量8.63m3/t，瓦斯赋存不均匀，局部区域瓦斯含量较大，全区按照突出危险区管理。
试验区位于矿井五采区11503工作面，11-2煤层平均厚度1.5m，平均倾角5°，赋存稳定，顶底板岩性以泥岩、粉（细）砂岩为主，采用倾斜长壁一次采全高后退式机械化采煤工艺，全部垮落法管理顶板。
11503工作面埋深980~1080m，工作面采用“一面三巷”布置，即轨道顺槽、运输顺槽和顶板瓦斯抽放巷，顶板瓦斯抽放巷位于11-2煤层顶板25~30m，外错轨道顺槽20m。
11503运输顺槽为沿空掘巷，处于相邻工作面回采后形成的卸压排放带范围内，掘进期间执行循环预测。
11503轨道顺槽采用下向穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施，钻孔孔径108mm，间距6m×6m，控制煤巷两侧15m范围，钻孔长度60~80m。
2 下向钻孔抽采存在问题下向穿层钻孔抽采期间，钻孔封孔及下套管工艺不完善，存在钻孔漏气，钻孔周边裂隙补水较快，钻孔单次吹水时间长，循环次数多，操作复杂，吹水效率较低。
煤层长期浸泡在水中，抑制了瓦斯解吸，导致瓦斯抽采效果差，大部分钻孔单孔抽采浓度在5%以下，抽采量较小，预抽时间长。
下向穿层钻孔施工工艺研究
下向穿层钻孔施工工艺研究文章以某煤矿保护层工作面钻场施工K3b煤层穿层钻孔为研究背景，研究了保护层工作面钻场施工K3b煤层穿层下向钻孔的施工工艺，并在钻场施工了下向穿层钻孔，有效地提高了钻场钻孔穿煤效果和减少了钻孔施工时间，该施工工艺具有良好的实用性和广阔的推广前景。
标签：采矿工程；下向钻孔；施工工艺煤炭是我国主导能源，随着矿井开采深度增加和开采强度增大，煤层瓦斯含量和地应力增大，突出危险程度更为严重，伴随有灾害强度大，防治困难和灾害损失严重等特点[1-5]。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》，瓦斯抽采是解决煤与瓦斯突出等动力灾害事故的根本措施，对于降低瓦斯压力、消除煤与瓦斯突出等动力灾害有着十分重要的作用，穿层钻孔瓦斯抽采技术是通过在距离煤层顶板或底板一定距离的稳定岩层中，超前煤层掘进巷道施工一条岩层巷道，并通过该巷道向煤层掘进巷道周围煤体中施工穿层抽采钻孔，经过一定时间的预抽，降低直至消除掘进工作面前方的煤与瓦斯突出危险性，形成岩巷掩护煤巷掘进的安全防突格局。
随着西南某煤矿进入深部水平开采，原有部分运输巷钻场K3b煤层穿层孔由于孔深超过100m，运输巷施工穿煤困难，为此在该矿保护层工作面回风巷钻场进行K3b煤层穿层下向孔现场试验，有效的提高了钻场钻孔穿煤效果和减少了钻孔施工时间。
1 实验区概况K3b煤层穿层下向钻孔试验地点选择在2224-2采面回风巷钻场，2224-2采面位于+100m水平二采区北翼+175m～+240m阶段N6#～N4#石门之间，北为矿井井田边界，南为2224-1采面（未布置），东为2222-2采面（正在回采），西为2226-2采面（未布置），工作面走向长664m，倾斜长100～111m，煤层厚度0.67～0.8m，平均0.72m，煤层倾角33～35°。
2 现有钻孔布置方式存在的问题保护层工作面抽采K3b煤层瓦斯的抽采钻孔布置在工作面运、回风巷钻场，目前钻孔布孔方式为在工作面运输巷施工反向孔和正向孔，控制工作面回风巷高程以下至运输巷卸压范围，在工作面回风巷施工正向孔和反向孔，控制工作面回风巷高程以上至回风巷卸压范围，图1为保护层工作面运输巷钻场反向孔与回风巷钻场下向孔对比图。
浅析煤层瓦斯含量直接测量方法
浅析煤层瓦斯含量直接测量方法摘要：对风钻取样法和煤电钻取样法测煤层瓦斯含量进行实测比较分析，得出风钻测煤层瓦斯含量优于煤电钻；本次在老虎台矿东、中、西三个方向分别进行了风钻和煤电钻取样测煤层瓦斯含量，对测出的结果进行对比分析，可知风钻测煤层瓦斯含量比煤电钻在煤层瓦斯含量很小时也能测出，而煤电钻有时测不出；由风钻取样和煤电钻取样测煤层瓦斯含量所测结果进行对比分析可知：当煤层瓦斯含量较小时，采用风钻取样测煤层瓦斯含量比煤电钻误差相对较小，所以在测瓦斯含量较小煤层时，应该采用风钻取样测量煤层瓦斯含量；当在高瓦斯煤矿进行瓦斯含量测量时，建议采用风钻取样测量煤层瓦斯含量，因风钻比煤电钻取样相对比较安全。
关键词：煤层瓦斯含量；风钻；煤电钻；取样；误差1.煤层原始瓦斯含量煤层瓦斯含量是指单位质量或体积的煤中所含有的瓦斯量，以m3/m3或m3/t表示。
它是矿井瓦斯涌出量预测和煤与瓦斯突出预测的重要依据参数之一，普遍采用直接法或间接法测定。
1.1 直接法测定煤层瓦斯含量直接法就是利用煤层钻孔采集煤体煤芯，用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。
该方法测定煤层瓦斯含量的原理是：根据煤样实测瓦斯解吸量、按解吸规律推算煤样从采集开始至装罐解吸测定前暴露时间的损失瓦斯量，再利用解吸测定后煤样中残存瓦斯量来计算煤层瓦斯含量。
在此浅析风钻取样相对煤电钻取样优缺点，煤电钻取样采用带电作业，对于高瓦斯矿具有一定的危险性，风钻取样相对来说就比较安全，同时在瓦斯较低的煤层，用煤电钻有时就测不出瓦斯含量，而用风钻就可以测出，因为风钻取样速度快，能减少煤芯在空气中暴露的时间，以减少在空气中释放量，下面就在老虎台矿实测的测量值进行分析对比。
1.2 煤样解吸瓦斯量测定利用解吸法测定煤样的解吸瓦斯量是在未受采动影响的原始煤层中打钻孔取煤样，实测煤样解吸瓦斯量，并根据煤样的瓦斯解吸量随时间的变化规律和煤样暴露时间来计算采样过程中损失的瓦斯量。
①测定原理：其原理是认为钻孔煤样在刚开始暴露的一段时间内，累计解吸的瓦斯量与煤样解析时间的平方根成正比例，即：利用作图法推算出瓦斯解吸量与时间关系。
煤矿井下钻孔瓦斯抽采技术分析(全文)
煤矿井下钻孔瓦斯抽采技术分析煤矿资源的地下开采，需要相关开采技术的不断创新和实践。
瓦斯是矿井煤层中含有的具有环境污染性质的气体，是当今煤矿开采过程中，严峻威胁矿采安全的重要隐患。
随着矿井开采深度的增加，高瓦斯矿井的增多导致煤矿安全生产形势严峻。
井下钻孔抽采瓦斯是可实现煤层瓦斯的环保开采和高效利用，是现代煤矿开采技术的新突破。
本文针对井下钻孔抽采瓦斯技术工艺进行了简要分析。
1.矿井煤层瓦斯特性分析煤层瓦斯是一种具有强烈温室效应和污染性能的气体，它是古代植物的有机质和纤维素在煤炭堆积形成过程中，于高温、高压环境下，经厌氧菌的作用分解或者由于物理和化学作用，而形成的一种无色、无味、无臭的可燃性气体，主要成分是烷烃，此外还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气以及微量惰性气体。
瓦斯在标准状态下难溶于水，没有助燃和维持呼吸等功能，瓦斯在煤体或围岩中是以吸着游离状态存在的，达到一定浓度时，能发生燃烧或爆炸。
瓦斯在矿内煤层和岩层中的来源主要包括瓦斯涌出、瓦斯喷出、瓦斯突出等形式。
瓦斯作为一种可燃性气体，具有较高的开发利用效能。
2.井下钻孔瓦斯抽采技术分析所谓井下钻孔抽采瓦斯技术，就是利用钻孔技术在井下瓦斯聚集区岩层结构中设置相应钻孔，针对瓦斯气体进行预抽采集，已达到降低煤层中的瓦斯浓度含量，确保煤炭回采时瓦斯不超限，从而达到煤矿安全开采的技术方法。
煤矿开采中，不同的地质结构，应采纳不同的钻孔技术工艺。
除了在煤矿地面表层进行瓦斯预抽的垂直钻孔外，针对井下瓦斯抽放的大量钻孔必须在煤矿井下进行施工。
煤矿井下瓦斯钻孔抽采时，根据钻孔的布置方式，井下钻孔抽采瓦斯技术主要包括高位钻孔抽采、顺层钻孔抽采以及穿层钻孔抽采等常见形式。
实际施工过程中，我们应根据矿井地质条件、瓦斯含量、井下环境、设备能力等因素，综合考虑确定合理的瓦斯抽采钻孔形式。
3.井下钻孔瓦斯抽采技术要点我国煤层瓦斯资源丰富，但地质构造条件相对复杂，煤层分布特征存在很大的落差，根据不同的地质构造，井下钻孔抽采瓦斯技术主要包括以下技术要点：3.1 高位瓦斯钻孔抽采技术高位钻孔抽采技术是根据煤层开采后形成的采空区空间变化以及煤岩覆存条件来确定和选择瓦斯抽采钻孔的层位布置，根据覆岩移动和瓦斯流动规律，裂隙带中下部裂隙发育充分，瓦斯含量高、浓度大，是高位瓦斯抽采钻孔布置的最佳层位。
煤层瓦斯含量井下直接测定方法
煤层瓦斯含量井下直接测定方法Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT煤层瓦斯含量井下直接测定方法1、范围本标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。
本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。
本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。
2、仪器设备a)煤样罐：罐内径大于60mm，容积足够装煤样400g以上，在气压下保持气密性；b)瓦斯解吸速度测定仪（简称解吸仪，如图1所示）：量管有效体积不小于800cm3，最小刻度2cm3；c)空盒气压计：(80～106)Kpa，分度值；d)秒表；e)穿刺针头或阀门；f)温度计：(-30～50)℃；g)真空脱气装置或常压自然解吸测定装置；h)球磨机或粉碎机；i)气相色谱仪:符合GB/T13610要求；j)天秤：秤量不小于1000g，感量不大于1g；k)超级恒温器，最高工作温度(95～100)℃。
3、采样1）采样前准备（1）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通过向煤样罐内注空气至表压以上，关闭后搁置12h，压力不降方可使用。
禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油。
（2）解吸仪在使用之前，将量管内灌满水，关闭底塞并倒置过来（见图1），放置10min量管内水面不动为合格。
2）煤样采集（1）采样钻孔布置同一地点至少应布置两个取样钻孔，间距不小于5m。
（2）采样方式在未经过瓦斯抽采的石门、岩石巷道或新暴露的采掘工作面向煤层打钻，用煤芯采取器（简称煤芯管）采集煤芯或定点取样采集煤屑，采集煤芯时一次取芯长度应不小于。
（3）采样深度采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求：在采掘工作面取样时，采样深度应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不得小于12m；在石门或岩石巷道采样时，距煤层的垂直距离应视岩性而定，但不得小于5m。
煤层瓦斯含量井下直接测定方法
煤层瓦斯含量井下直接测定方法1、围本标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。
本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。
本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。
2、仪器设备a)煤样罐：罐径大于 60mm，容积足够装煤样 400g 以上，在 1.5MPa 气压下保持气密性；b)瓦斯解吸速度测定仪（简称解吸仪，如图 1 所示）：量管有效体积不小于 800cm3，最小刻度 2 cm3；c)空盒气压计：(80～106)Kpa，分度值 0.1kPa；d)秒表；e)穿刺针头或阀门；f)温度计：(-30～50)℃；g)真空脱气装置或常压自然解吸测定装置；h)球磨机或粉碎机；i)气相色谱仪:符合 GB/T 13610 要求；j)天秤：秤量不小于 1000g，感量不大于 1g；k)超级恒温器，最高工作温度(95～100)℃。
3、采样1）采样前准备（1）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通过向煤样罐注空气至表压 1.5MPa 以上，关闭后搁置 12h，压力不降方可使用。
禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油。
（2）解吸仪在使用之前，将量管灌满水，关闭底塞并倒置过来（见图 1），放置 10min 量管水面不动为合格。
2）煤样采集（1）采样钻孔布置同一地点至少应布置两个取样钻孔，间距不小于5m。
（2）采样方式在未经过瓦斯抽采的石门、岩石巷道或新暴露的采掘工作面向煤层打钻，用煤芯采取器（简称煤芯管）采集煤芯或定点取样采集煤屑，采集煤芯时一次取芯长度应不小于0.4m。
（3）采样深度采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响围，并满足以下要求：在采掘工作面取样时，采样深度应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不得小于12m；在石门或岩石巷道采样时，距煤层的垂直距离应视岩性而定，但不得小于5m。
测定残余瓦斯含量时,取样不受此限制。
井下直接法测定煤层瓦斯含量的采样方式探讨
吸， 实验 室测 定残余 瓦斯 含 量 包 括 脱气 法 和 常 压 解 吸 法 。煤芯 样 品瓦斯 含量 等于煤 芯暴 露瓦斯 逸 散损 失量 、 井 下 自燃解 吸量 、 实 验 室 自燃 解 吸量 、 实 验 室 脱 气量 （ 脱气 法 时 ） 、 常 压 不 可解 吸量 （ 常 压 解 吸 法
关键词 ： 瓦 斯含 量 测 定 ； 直接法 ； 采 样 方 式 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｄ ７ １ ２ ． ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ ． ２ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ ０ １ ８ — ０ ２
煤 层瓦 斯含量 是 瓦斯赋 存规 律研 究和矿 井瓦 斯 防治 的基 础 参数 之 一 。多 年来 ， 国 内外 许 多 专 家 学 者 对如何 准 确测定 煤层 瓦斯 含量进 行 了大量 研究 和 实践 ， 并 获 得许 多 的成 果 和 经 验 。煤 矿井 下 测 定 煤 层 瓦斯 含 量 的 方 法 可 归 纳 为 间 接 法 和 直 接 法 两 大
依据是煤芯样 品在暴露初始很短 的时间内， 解吸速 度 符合 一定 的规 律 。 由此 可 见 ， 尽 量 缩短 煤 芯 暴 露
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ７ － ０ ５ 基金项 目： 国家科技 重大专项 资助（ ｚ ｏ ｔ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ４ １ — ０ ０ ３— ０ ０ ４—０ ０ ３ ） ； 中煤科工集团公司科技创新基金资助 （ ２ ０ １ １ ＭＳ ０ ０ ６ ） ； 中煤科工集团西安研究院创新基金资助（ ２ ０ １ １ Ｘ Ａ Ｙ Ｃ Ｘ ０ ０ ９ ） 。 作者简介 ： 龙威 成（ １ ９ ８ ２一） ， 男， 广西博 白人 ， 工程师 ， 注册 安全工程师 ， 从事煤矿瓦斯灾害预测与治理 、 煤层气测试 及开 发研究工 作。 表１ 煤 芯 管 采样Fra bibliotek时 间统 计
矿井多煤层瓦斯穿层抽放钻孔轨迹测量技术
矿井多煤层瓦斯穿层抽放钻孔轨迹测量技术摘要：煤炭是我国一次能源消耗的主体，是保障我国国民经济与社会发展的重要物质基础。
本文主要对矿井多煤层瓦斯穿层抽放钻孔轨迹测量技术进行论述，详情如下。
关键词：矿井；多煤层；瓦斯穿层抽放钻孔；轨迹测量引言近年来，部分地区由于瓦斯抽放技术与装备落后，钻孔施工很难按照设计轨迹钻进，导致煤层出现瓦斯抽放盲区而引发的煤与瓦斯突出事故时有发生。
严重威胁煤矿的安全生产，可能摧毁巷道设施，毁坏通风系统，使巷道充满瓦斯与粉尘，造成煤尘和瓦斯爆炸等严重后果。
1矿井钻孔精确定向技术原理分析钻孔精确定向技术在实际使用过程中，主要是通过螺杆马达的随钻测量系统，对钻孔工作进行定向和方向纠正，可以对钻型工作方向以及钻型过程中的倾角大小进行有效控制。
在钻进工作过程中，可以直接沿着预先设定好的钻孔轨迹，将钻头钻进到指定的位置，同时在钻孔工作中受到煤岩层结构的赋存条件情况、地质条件、硬度、地质构造以及水环境等多方面因素所产生的影响，会造成实际钻进方向产生比较严重的偏差出现，钻进轨道偏离预先设定好的方向。
通过随钻测量系统的使用，可以保证钻进工作过程中对钻进的角度以及轨迹进行严格控制，同时在控制面板当中对相关的钻进参数进行精确显示。
当监测到钻进偏离了预先设定轨迹的条件下，可以通过调整孔底位置的螺杆马达，对偏离问题进行有效调整，保证整个钻进攻的方向符合预先设定的要求和标准。
在实际钻进工作当中需要对钻孔工作速率进行有效控制，同时还需要仔细观察钻进工作过程中的反水量以及残渣的携带情况。
当产生钻进异常问题时需要及时减慢或者是停止钻进工作，对其中产生的问题进行及时处理，和以往的钻探技术方法相比，通过使用钻孔精确定向技术，可以全面提高钻孔工作的精确度以及钻孔工作效率有效控制费控率。
2矿井多煤层瓦斯穿层抽放钻孔轨迹测量技术2.1技术措施煤矿在井下进行瓦斯抽放钻孔施工中，由于受到煤层赋存条件、钻杆钻具的磨损、操作钻机人员等因素的影响，很难保证钻孔的实钻轨迹能按照设计轨迹进行钻进。
井下钻屑法测定煤层瓦斯含量方法步骤[1]
![井下钻屑法测定煤层瓦斯含量方法步骤[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/f4c5d714a8114431b90dd8dd.png)
井下钻屑解吸法测定原理是：井下采集新鲜原始煤样，实测煤样瓦斯解吸量，根据煤样瓦斯解吸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煤层瓦斯含量的步骤如下：①在掘进工作面新鲜暴露煤壁，用煤电钻垂直煤壁打一个φ42mm 、深10m 左右的钻孔，采集10m 处的煤样；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 0，用瓦斯解吸速度测定仪（图2-2）测定不同时间t 下的煤样累积瓦斯解吸总量i V ，测定时间一般为2个小时，解吸测定停止后拧紧煤样罐（不漏气为原则）。
③损失量计算将不同解吸时间下测得数据i V 按下式换算成标准状态下的体积i V 0：式中 V 0i ——换算成标准状态下的解吸瓦斯体积，ml ；V 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i V 0换算为不同时间的瓦斯解吸速度i q ，对全部测点[(t 0+t)，i q ]按照kt e V V -=0进行回归计算，如图2-3所示，求出k 和0V ，再由）（010kt e kV Q --=计算取样过程中的漏失瓦斯量。
1——量管2——水槽3——螺旋夹4——吸气球5——温度计6、8——弹簧夹7——排水管9——排水管10——穿刺针头11——密封罐图2-2 瓦斯解吸速度测定仪与密封罐示意图图2-3 煤屑解吸瓦斯速率与解吸时间的回归曲线④将解吸测定后的煤样连同煤样罐送实验室测定煤样中的残存瓦斯量、水分、灰分和煤样重量。
⑤根据煤样损失瓦斯量、解吸瓦斯量及残存瓦斯量和煤样重量，求算煤样的瓦斯含量：021 0G VVVX ++=式中X——煤样瓦斯含量，ml/g。
V0——换算成标准状态下的煤样在井下测得的瓦斯解吸总量，ml；V1——换算成标准状态下的煤样取样过程损失瓦斯量，ml；V2——换算成标准状态下的煤样残存瓦斯量，ml；G0——煤样重量，g；。
煤层瓦斯含量测定
煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量：是指煤层内单位重量或单位体积的煤在自然条件下所含的瓦斯量，单位是m3/t。
煤层瓦斯含量测定可分间接测定法和直接测定法两种，间接测定法主要是测定煤层的其他瓦斯参数，通过瓦斯含量与诸参数的关系计算出煤层瓦斯含量。
直接测定法则是通过钻孔采取煤样，用解吸法测定煤样的实际瓦斯含量来确定煤层的瓦斯含量。
解吸法主要用于在勘探钻孔中采取煤芯测定煤层瓦斯含量及瓦斯成分。
中华人民共和国煤炭工业部1984年制定了部颁标准（MT77—84）,近几年来，不少地方将此方法引用到井下，通过垂直煤层的岩石钻孔采取煤芯，测定煤层瓦斯份。
一、采取煤样及瓦斯解吸速度测定1、遇煤前应通知采样人员到达采样现场，做好采样前的准备工作；2、钻孔遇煤后，可采用普通岩芯管采取煤芯，但煤芯直径不应小于50mm。
3、当钻煤完了，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。
这段时间应控制在2分钟之内。
煤芯中如混合有夹矸及杂物时应与剔除。
煤样不得用水清洗，保存原状装罐，不可压实。
煤样距罐口留10mm的间隙为宜，煤样约400g 左右。
4、将煤样罐与HFJ—2型解吸仪连接（见图4）进行现场解吸，一般在现场解吸进行两个小时。
开始观测头一个小时内，第一点间隔2分钟，以后每隔3—5分钟读数一次；第二个小时内，每隔10—20分钟读数一次。
5、如果解吸过程中，量管体积不足以容纳煤样的解吸瓦斯，可以中途用弹簧夹6将排气管夹紧，通过吸气球2，重新将液面提升至量管零点，然后再打开弹簧夹，继续测定。
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，若有渗漏应及时处理。
然后送到实验室进行再次解吸和脱气。
7、在上述采样和解吸过程中除要记录采样时间、采样地点、采样深度外，还要务必记清钻孔遇煤时间，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，水温和大气压力。
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１ 影 响 直 接 法 测 定 瓦 斯 含 量 准 确 性 的 因素
在井 下对 煤样 的接 取过 程是 一个 被诸 多 因素影
响的过 程 ， 测定 时， 采集钻 （ 煤） 屑（ 本煤层 ） 或 打
穿 层钻 孔采 集 钻 （ 煤） 屑、 煤心 （ 邻 近层 ） ， 装 入 密 封 罐， 然 后测 定采 集 的煤 屑 样 在 空 气 介 质 中的 瓦斯 解
由表 １可 以得 出 ， 采 用岩 心 管 取 样进 行 瓦 斯 含 量 测定 的结 果大 多数 情况 下要 小于 间接 法测定 的煤
层 瓦斯含 量结 果 ， 这 说 明煤 样 的瓦 斯 损 失 量 推算 不 够 准确 。直接 法测 定 瓦斯含 量 与间接 法测 定结 果偏
差 在 一１ １ ６ ． １ ０ ％ ～ ７ ． ３ ５ ％之间， １ ０个 岩 心 管 取样 时 间全 部超 过 ３ ０ ｍ ｉ ｎ ， 测 定 结 果偏 差 范 围大 于 ５ ％ 的
摘要： 煤 层 取样 是 直 接 法 测 定 煤 层 瓦 斯 含 量 的 重 要 环 节 。 目前 穿 层 钻 孔 直 接 测 定 煤 层 瓦 斯 含 量 ， 采 用 取 心 法 进行取样 ， 取样 过 程 存 在 操 作 时 间过 长 、 瓦 斯 损 失 量 大 的缺 点 ， 导 致 测 定 煤 层 瓦斯 含 量 值 不 准 确 。 现 场 试 验 表 明， 孔 口直 接 取煤 样 ， 并将煤样进 行筛分 ， 选 取 １～ ２ ｍ ｍ 粒度 的 煤 样 测 定 煤 层 瓦 斯 含 量 更 为 准 确 。 关键词 ： 瓦斯 含 量 ； 穿层钻孔 ； 取样工艺 ； 孔 口接 粉
吸 规律 ， 由于煤样 暴 露 于 大 气 中会 造 成煤 样 突然 卸
压 因而 瓦斯 也会 很 快 解 吸 ， 因此 要求 尽快 将 煤 样 装
人煤 样 罐并 密封 。但 是 由于实 际测 定过 程 中可 能出 现夹 钻 、 喷孔 等 现 象 ， 往 往 不 能 尽 快 将 煤 样 快 速 密 封， 这 就 造成 了损 失 量 的推 算 不 准 Ｈ 。 同时 ， 不 同 煤 样 粒度 的初 始解 吸 强度也 不 相 同 ， 因此 ， 在 推算 钻 （ 煤） 屑、 煤 心井 下 的瓦 斯 损失 量 时 也 会 出现 较 大 误
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ７ １ ２ 文献 标 志 码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ３— ０ ５ ０ ６ （ ２ ０ １ ４ ） １ ０— ０ ０ ６ ９— ０ ２
瓦斯含 量 测定 一 直 是 国 内外 瓦斯 防治 、 煤 层 气
评 价 和开 发等 相关 领 域 研 究 的 重 点 和难 点 ， 曾经 无
孔 取样 ， 岩 心管 取 样 方法 成 功 率 较 低 。通 过 统 计 穿 层 取样 直接 测定 煤层 瓦斯 含量 的部 分数 据 （ 表１ ） 可 知， 岩 心管取 样 方式 直 接 法 测 得 的 瓦斯 含 量 均 与 间
接 法测 得 的煤 层 瓦斯 含量存 在较 大误 差 。
表 １ 直 接 法 和 间接 法 测定 瓦斯 含量 对 比
＊ ［ ７ ＿ ８ ］
ｎ
注： 取样方式为岩心管。
２ 穿 层 钻 孔 取 样 方 法 现 状
目前 ， 渝 阳煤 矿施 工 穿 层 钻孔 使 用 钻 机 的 型 号 为 ＭＹ Ｚ － １ ５ ０ （ Ｚ Ｙ － ７ ５ ０ ） 型， 采 用 岩 心 管 取样 。岩心 管
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ７— ０ ９
占６ ０ ％ 。 由此可 见 ， 取 样 时 间对 瓦斯 含 量 直 接测 定 结 果影 响较 大 ， 取样 时 间越短 ， 直 接测定 结果 越 接近
间接 法测定 的瓦斯 含量 。
．
６ ９ ・
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２ ０ １ ４ 年第 １ ０ 期
中州 煤 炭
一
总第 ２ ２ ６ 期
３ 穿层 钻 孔 取 样 工 艺 改 进 试 验 研 究
钻 机 出现 故障 ， 难 免错 过 取 样 时 机 ， 造成浪费 ， 同时
如果 所穿 岩层 较厚 ， 取样 时 间则会 加长 ， 对 于下行 钻
重要 的就是 损 失 量计 算 和定 点 采 样 ¨ 。两 者 的准 确性 决定 了瓦斯 含量测 定 的准 确性 ， 因此 ， 直 接法 测
定煤 层 瓦斯含 量技 术 的关键 点 在 于煤层 取样 。
２ ０ １ ４ 年第 １ ０ 期
中 州煤 炭
总第 ２ ２ ６ 期
穿层钻孑 Ｌ 直 接 测 定 煤 层 瓦 斯 含 量 取 样 工 艺 研 究
胡 明 ， 张 睿
（ １ ． 重 庆 能 源 集 团松 藻煤 电公 司 渝 阳 煤矿 ， 重庆 ４ ０ １ ４ ４ ５； ２ ． 中煤 科 工 集 团重 庆 研 究 院 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ３ ７ ）
取样 虽然 取 出的煤 样颗 粒 、 块度较 大 ， 但 由于穿 层打
钻见 煤后 ， 需要 将 岩心 管送 人孔底 才 能取样 ， 存 在反
复操作 钻机 、 拆 装 钻 杆 的 现 象 。如 果在 取样 过 程 中
数 国 内外知 名 的 专家 、 学者 已进 行 了深 入 研 究 。 目
前， 实验 室测 定 部分 已经 十分 完善 ， 其 中最难 也是 最
基金项 目： 国家“ 十二五 ” 科技支撑 计划课 题资 助 （ ２ ０ １ ２ Ｂ ＡＫ ０ ４ Ｂ ０ １ ）
作 者 简 介 ：胡 明 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男， 重 庆黔江人 ， 助理工 程师 ， ２ ０ ０ ６年 毕业 于 重 庆 工 程 职 业 技 术 学 院 ， 现从 事 煤 矿 瓦 斯 治 理 、 瓦 斯 突 出 防 治 及管理工作。
为 了能 够进一 步提 高穿 层钻 孑 Ｌ 取 样直 接测 定煤
５ ２ ． ９ ％； 与 ２～３ ｍｍ 煤 样 相 比 ， 结果相差 不到 １ 从 表 ３可 以得 出 ， 筛 分 的煤 样 井 下 瓦斯 损 失 量