压力测试

天禹煤矿21061下副巷瓦斯压力测定及21051下副巷瓦斯含量测定设计及安全技术措施

嵩阳公司天禹煤矿

二零一零年十二月十六日

一、基本情况

天禹煤矿21061下副巷目前在煤层顶板中掘进，距二1煤垂距为4m，巷道底板标高为-20m，为了掌握揭煤地点二1煤层瓦斯参数，需采用施工钻孔的方法测定相关参数，在21061下副巷设计2个钻孔，测定2个瓦斯压力、2个瓦斯含量。

21031下副巷目前在煤层中掘进，煤厚约5m，巷道底板标高为-40m，为了掌握21031工作面和21051工作面的瓦斯情况，需采用施工钻孔的方法测定相关参数，在21031下副巷向上和向下打钻，测定2组共4个瓦斯含量，并在21031下副巷选点采集煤样，测定2个瓦斯吸附常数（a、b值）、2个瓦斯放散初速度（ΔP）和2个煤的坚固性系数（f值），并对煤尘爆炸性和煤自燃倾向性进行鉴定。

二、钻孔参数设计

1、21061钻孔设计

依据中华人民共和国安全生产行业标准《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/T 1047—2007）相关规定，参数测定设计分别为：

测压点气室标高为-10m，设计见表1-1和图1-1：

表1-1 钻孔参数表

2#孔

1#孔21061下副巷

平面图2#孔1#孔21061下副巷1#孔

2#孔

断面图

剖面图

21061下副巷

二1煤

图1-1 21061下副巷测压钻孔设计图

2、21031钻孔设计 根据工作面掘进情况，设计钻孔见表1-2和图1-2：

表1-2 钻孔参数表

1#孔

3#孔

2#孔4#孔

20m

25m

30m

40m

21031下副巷

图1-1 21031下副巷瓦斯含量钻孔设计图

三、封孔方法、设备

1、封孔方法：根据本次钻孔岩孔设计孔深，采用注浆封孔法，测压方法采用主动测压法。

2、一般设备、材料、仪表及工具：

（1）测定所需材料包括：压力表联接头、密封垫、密封带以及真空密封膏等；测压用的测压管材（承受内压应不小于12MPa ）。

（2）仪表：测定用压力表，必须经河南省技术监督局计量院检验合格后方可

使用，量程为预设煤层瓦斯压力的1.5倍，准确度优于1.5级，必须符合JJG52的规定；空盒气压计，必须符合QX∕T 26的规定。

（4）工具：管钳、扳手、剪刀、皮尺、水桶、螺丝刀、手工封孔送料管等。

3、注浆封孔测压所需设备、材料、仪表及工具：

（1）注浆泵：用柱塞注浆泵，其流量为20～50L∕min,压力为3～4MPa。

（2）膨胀不收缩水泥浆：由膨胀剂（膨胀率不小于0.02%）、水泥（硅酸盐水泥、标号不低于425号），与水（井下清洁水）按一定比例制成，也可参照水灰比为2：1的比例进行配制，膨胀剂的掺量为水泥的12%。

（3）测压管：选用GB∕T1527—1997 6×2 mm拉制铜管（承受内压）12MPa、1根的长度〉测压钻孔长度）或GB∕T8163—199916×2 mm输送流体用无缝钢管（牌号10、承受内压＞12MPa）。

（4）注浆管：选用GB∕T8163—199916×2 mm输送流体用无缝钢管（牌号10、承受内压＞12MPa）。

（5）附件：注浆泵与注浆管的联接装置，承受压力〉6MPa。

（6）夹持棍：采用6×2 mm拉制钢管作为测压管时选用。

（7）高压储蓄罐必须符合劳动部《气瓶安全检查规程》的要求;

（8）减压及充气连接装置必须安全、连接方便、可靠；

（9）补偿气体为工业用氮气。

四、钻孔施工、封孔及补气

1、钻孔施工：采用ZY-1250型全液压钻机施工，孔径Ф75mm。

2、钻孔施工要求：

（1）钻孔的开孔位置应选在岩石（煤壁）完整的地点。

（2）钻孔施工应保证钻孔平直、孔形完整。

（3）钻孔施工时，煤孔必须用压风排粉，严禁使用清水清洗钻孔，保证钻孔畅通。

（4）煤孔孔深不小于2m，不大于4m。

（5）在钻孔施工中应准确记录钻孔方位、倾角、长度、钻孔开始见煤长度及钻孔在煤层中长度，钻孔开钻时间、见煤时间及钻毕时间。

3、钻孔封孔：

（1）测定钻孔施工完成后应在24h 内完成钻孔的封孔工作，在完成封孔工作24h后进行测定工作。

（2）封孔前应作如下准备工作：

a)按选用的封孔方法准备好封孔材料、仪表、工具等；

b)检查测压管是否通畅及其在与压力表联接的气密性；

（3）注浆封孔测压法封孔步骤：

a）通过辅助管将安装有夹持器的测压管（1根管的长度大于测定钻孔的长度）安装至预定的（测压）深度，在孔口用木楔封住，并安装好注浆管；

b）根据封孔深度确定膨胀不收缩水泥的使用量，按一定比例（参考值为：水灰比为2：1，膨胀剂的掺量为水泥的12%）配好封孔水泥浆，用注浆泵一次连续将封孔水泥浆注入钻孔内；

c）注浆24h后，在孔口安装三通及压力表。

4、补气要求：本次主动测压，封孔结束48小时后进行补气，只在第一次测定时向测压钻孔冲入补偿气体，补偿气体的充气压力宜为预计的煤层瓦斯压力的0.5倍。

五、测定、观测与测定结果确定

1、测定管理：

（1）必须设专人负责瓦斯压力的测定工作。

（2）在瓦斯压力测定过程中，应做好各种参数及施工情况的记录。

2、观测：

（1）每天观测一次测定压力表，瓦斯所测压人员至少每2天到现场观测1次瓦斯压力，并有现场记录。

（2）观测时间：观测时间的确定应遵循以下原则

a)当煤层瓦斯压力小于4MPa 时，其观测时间需5～10d；当煤层瓦斯压力大于4 MPa时，则需要10～20d。

b）在观测中发现瓦斯压力值在开始测定的一周内变化较大时，则应适当缩短观测时间间隔。

3、测定结果的确定

（1）将观测结果绘制在以时间（d）为横坐标、瓦斯压力（MPa）为纵坐标的