低瓦斯矿井煤层基本瓦斯参数测定与应用
《煤矿瓦斯抽采基本指标》解读
产量（Mt）
＞ 1.5 1.0-1.5 0.6-1.0 0.4-0.6 ＜0.4
绝对量（ m3／min） 30- 40 25- 30 20- 25 相对量 （ m3／t.d） 10-13 10-14 10-20
这类矿井主要依靠a)的条件予以控制
15- 20 ＜15
10-24 10-720
c)主要针对含有突出煤层的矿井.
五、必须进行瓦斯抽采的矿井
a) 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘 进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯 问题不合理时；
b) 矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的： 大于或等于40m3／min； 年产量1.0－1.5Mt的矿井，大于30m3／min； 年产量0.6－1.0Mt的矿井，大于25m3／min ； 年产量0.4－0.6Mt的矿井，大于20 m3／min ； 年产量等于或小于0.4Mt，大于15 m3／min 。
六、应达到的主要指标
原西德和澳大利亚开采煤层煤质较坚硬，统计资料表 明，煤层可解吸瓦斯含量小于9m3/t时，基本上没有 发生过突出。但这些国家实际执行过程中普遍都将可 解吸瓦斯含量降低到6m3/t左右，换算成原煤瓦斯含 量也与8m3/t 接近。
压力指标确定为0.74MPa，主要依据原有规定以及统 计资料和理论分析的结果。
六、应达到的主要指标
争议较大的是掘进工作面前方10m，不少人建议改为5-8m。 这里有个导向问题。如果掘进工作面采用长钻孔预抽瓦斯， 10m距离是能够做到的；如果继续大量采用原来的超前排 放钻孔，10m有一定难度。本标准的目的就是希望扭转原 来大量执行局部措施、短兵相接的局面；因为这种方式存 在较多血的教训。应该把人们习惯于局部措施扭转到区域 措施的途径上来，否则先抽后采是一句空话；国外是要求 整个工作面都符合条件的前提下才能采掘，而我国目前技 术水平还难以达到这种要求，因此没有照搬国外的经验。 而10m的要求是完全能够达到的。因此，维持10m是合理 的。
煤层瓦斯基本参数_测定与计算ppt课件
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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 1）定义 在自然条件下，单位质量或体积的煤体中 所含的瓦斯量。m3/t煤或m3/m3煤. 2）重要性： 煤层瓦斯含量是决定煤层瓦斯储量、瓦斯 涌出量和突出危险性大小的主要因素之一， 是进行瓦斯管理等工作的基础参数。
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Prof. Dr. Cheng
• 传统的测定方法是在岩石巷道中向煤层打钻孔，然后用不同 材料封堵孔口，最后安设测压表测压。近年中国研制了新封 孔材料和方法，很好地解决了煤层中的钻孔封孔不严的难题， 因而目前也可在煤层中打钻测压。
• 封孔的方法有人工填料封孔、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， 直接测定法能测出准确的瓦斯压力值，应用普遍。
主要内容
1、概述 2、煤层瓦斯压力测定与计算 3、煤层瓦斯含量测定与计算 4、煤层透气性系数测定与计算 5、钻孔流量衰减系数测定与计算 6、矿井瓦斯储量计算 7、可抽瓦斯量计算 8、瓦斯抽采率计算 9、瓦斯抽采量(标量)换算 10、一些单位换算
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煤层瓦斯抽采基本参数测定与计算
1、概述 1）重要性 • 煤层瓦斯基本参数是矿井通风、抽采与利用瓦斯
（1）地勘解吸法
地勘解吸法的基本原理及依据为：
①煤层原始瓦斯含量X0由取芯过程煤样漏失瓦斯量V1、地面 解吸瓦斯测定量V2和残存瓦斯量V3构成,X0= V1+ V2+ V3；
②在一定时间内，煤样在地面的解吸瓦斯量与解吸时间之间 遵循V2——(t0+t)0.5关系；
③煤芯提至钻孔深度的一半时开始解吸瓦斯； ④取芯过程中煤样瓦斯漏失量可按V1—— (t0+t)0.5推算；
瓦斯基础参数测定相关制度
瓦斯基础参数测定相关制度为了规范矿井瓦斯基础参数测定作业流程，确保瓦斯基础参数测定的准确性及测点的布置合理性，特制定本制度。
一、防突实验室建设**煤矿防突实验室为矿井瓦斯基础参数测定的主体单位，隶属矿通防办，在矿总工程师领导下开展瓦斯参数的试验、测定工作。
仪器装备。
防突实验室必须配备以下试验设备。
同时各矿可根据实际情况增加试验设备，鼓励新装备、新工艺的引进、应用：DGC型瓦斯含量直接测定装置一台；HCA型高压容量法瓦斯吸附装置一台；MJC煤的坚固性系数f(值)测定装置两台；WFC-2瓦斯放散初速度自动测定装仪两台；MAC-2000全自动工业分析仪。
人员配备。
防突实验室至少配备两名实验员，具体负责地面实验仪器的操作、管理。
井下采样及其他测定工作由现场防突工负责。
业务培训。
防突实验室操作员、防突工必须进行培训，全面掌握设备操作规程和井下采样、测定工作的操作技能，经考核合格后方可上岗。
瓦斯基础参数测定规程中，必须严格执行操作规程，保证试验室工作的有序开展。
二、防突实验室业务职责(-)煤层基础瓦斯参数的测定。
负责矿井煤层瓦斯原始含量、可解析瓦斯含量、残余（残存）瓦斯含量、吸附等温曲线、吸附常数a、b值、原始瓦斯压力等相关瓦斯基础参数的试验测定。
（二）煤层区域突出危险性预测及区域防突措施效果检验指标煤层瓦斯放散初速度、坚固性系数的测定。
（三）负责对矿井突出测定仪器进行日常维护与保养。
实验室仪器由厂家定期保养、标校。
三、防突实验室业务流程（一）测定计划的制定：每月底由矿总工程师组织通防办、地测科等相关职能部门制定下月度瓦斯基础参数测定计划。
同时将月度计划下发防突实验室，并报送公司一通三防部备案。
（二）数据的测定：防突实验室根据月度计划实施测定工作，测定结果必须经通防办主任审核后报通风副总、总工程师签字确认，并形成试验报告及时报送相关领导及业务部门。
（三）数据的分析与采用通防办要安排专人负责防突实验室的管理，审查实验室测定分析结果，指导防突实验室的业务。
大磨岭煤矿煤层瓦斯基础参数测定报告(非常详细的报告)
报告书
河南理工大学 二〇一二年元月十二日
项目参加人员
项目负责人： 报告编写人： 报告审核人： 测定工作人员：
目 录
前 言.................................................................................................................................................... 1 1 矿井概况 ........................................................................................................................................... 3 1.1 位置与交通 ............................................................................................................................ 3 1.2 地形与河流 ............................................................................................................................. 3 1.3 地质特征 .............................................................................................................................
煤层瓦斯含量的测定依据
煤层瓦斯含量的测定依据1矿井概况唐口矿井位于山东省济宁市西郊 , 济宁地堑西侧北部。
东界为济宁断层 , 西界为嘉祥断层, 由此构成本区的地堑构造。
区内次级构造以南北向、北向断层为主 , 局部因受南北二侧东西向构造带控制, 也存有少量东西向断层。
区内则以北东向断层居多。
本井田含煤地层为二迭系山西组和上石炭统太原组, 主要可采煤层 3 (3 上 , 3 下 ), 16, 17, 平均总厚 9.76m。
目前开采 3 上煤层 , 位于山西组中部 ,属低灰、特低硫、特低磷、高熔～难熔融灰, 结焦性能好的气煤。
2煤层瓦斯参数测定2.1 3 上煤层瓦斯含量测定根据唐口煤矿现有条件, 采用直接法对煤层的原始瓦斯含量进行测定。
分别在西部胶带运输巷迎头、北部胶带运输大巷迎头、 2303轨道巷迎头、2301外切眼迎头 4个地点 , 共采集 4个煤样进行瓦斯含量测定。
通过现场煤样瓦斯解吸的测定和图解法对煤样损失量的计算, 得出煤样解吸瓦斯,煤样残存瓦斯含量测定在实验室进行 , 包括煤样粉碎前常温脱气、煤样粉碎前加热脱气和煤样粉碎后加热脱气 3个过程, 三者之和为煤样残存瓦斯量。
斯量与残存瓦斯量之和 , 如表 3。
平均为 2.12m3/t。
2.2 3 上煤层瓦斯压力测定及透气性系数计算 2.2.1 3 上煤层瓦斯压力测定煤层瓦斯压力测定与煤层透气性系数测定计算, 在西部风大巷和辅助运输石门 (2)内各选择 1个测点。
2.2.2透气性系数计算煤层透气性系数是衡量煤层中瓦斯流动难易程度的重要指标, 是评价煤层瓦斯能否实行预抽的基本参数。
通过测定煤层瓦斯径向不稳定流量来计算煤层透气性系数。
将有关数据代入径向不稳定流量计算煤层透气性系数公式 , 算得 3 上煤层透气性系数为0.1675(MPa)。
2.2.3 3 上煤层钻孔瓦斯流量衰减系数测定根据煤层瓦斯流动理论分析, 煤层钻孔的瓦斯涌出量随着时间的延长呈衰减变化。
钻孔瓦斯流量衰减系数是评价煤层瓦斯预抽难易程度的一个重要指标。
浅析煤层瓦斯参数测定的必要性和重要性
于对井下煤层瓦斯赋存分布规律不明，瓦斯 防范措施针对性不 知》（安监总煤装￣２０１０ ３７０号 ）中要求 ：“对煤与瓦斯突出矿 区的
强 。因此 ，对煤层瓦斯参数进行测定 ，了解并掌握一定区域范围 所 有高 瓦斯 、低 瓦斯 矿井 全 面排 查 ，督促 煤 矿企 业按 规定 测定 瓦
瓦斯 的 赋存 、分布 规 律 ，是 有效 防 范 瓦斯 事 故 发 生 的 基 础性 工 斯 压力 、瓦斯 含量 等基 础参 数 ”。《关 于进 一 步加 强煤 与瓦 斯 突 出
瓦斯 是煤 矿 安全 生产 的 主要 自然灾 害之 一 ，长 期 以来严 重 结果表的综合数据 ，我们 清楚 的看 出 ，该矿 的煤体坚 固性 系数
威胁着煤矿的安全生产和经济效益。２０１３年 ，全 国煤矿发生瓦 ｆ、瓦斯放散初速度 ａｐ、煤 的破坏类型等数据 已接近《防治煤与
斯 事故 ３３起 ，死亡 人数 ３３１人 ，死 亡人 数 ｌ０人 及 以上 的事故 瓦 斯 突出 规定 》的基 本 临 界值 ，为 此 ，该 矿 需要 加 强 煤矿 瓦 斯 防
包括 煤层 瓦 斯压 力 、瓦斯 含 量 、煤 层 透气 性 系数 、钻 孔 流量 衰 减 库 ；并 在 采掘 非 突出煤 层 过程 中收集 煤 层瓦 斯压 力 、煤 的破 坏类
系数 、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数 、破坏类型等参数 。 型、瓦斯放散初速度和坚固性系数等“四项指标”资料 ，以便更好
水平及以上范 围的 四项指标 ”数据与评估煤层 突出危险性单 ３．４为突 出矿 井 开展 区域危 险性 预测提 供依 据
项指标临界值对 比：云南省师宗县 白马田煤矿 Ｍ 、Ｍ Ｍ ，煤层 开采 突出煤层必须严格按照两个“四位一体 ”管理 ，而 区域
低瓦斯矿井高瓦斯区的瓦斯防治及管理
低瓦斯矿井高瓦斯区的瓦斯防治及管理一、概况冯家塔煤矿属低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸危险性，属不易自燃易自燃煤层。
矿井投产后，形成主斜井、副斜井进风，一号回风斜井回风的中央并列式通风系统。
井田内各煤层瓦斯含量低，变化在0・020・18ml/gr之间。
其中各煤层沼气（CH 4 ）含量为0.02〜0.18ml/gr,均属于低沼气等级；CO2含量变化在0.01〜0.12 ml/gr。
瓦斯自然成分主要为N2，占总量的89.93 - 99.35% ;次为CO 2，占总量的0.65〜10.07%,且随深度加大而增高的趋势较明显；CH4占总量的0.〜1.41 %, 一般为0. %.各煤层N2含量〉89%,CO 2含量一般＜6 %，故井田内各煤层均处于氮气带。
按用风地点确定矿井一期风量为127 m 3/s, 二期风量为164m 3/s。
一号回风斜井选用FBCDZ-8-No28 型防爆轴流式通风机2台，1台工作，1台备用.初期每台通风机配2台YBF450S 1 8 型隔爆电动机（160kW、10kV、750r/min ）;后期更换电动机，每台通风机配2台YBF560S 2-8型隔爆电动机（280kW、10kV、750r/min）。
二、瓦斯防治及管理通过对本区域瓦斯的赋存状况分析,瓦斯涌出量若有所增大，即使增大幅度较小，但在采取常规瓦斯防治和管理的同时,采取煤层工作面瓦斯提前释放的瓦斯防治措施。
（一）常规措施1）加强通风系统管理，建立稳定可靠的通风系统。
不能靠无限地增加风量来解决瓦斯问题：一是风量过大将使煤尘飞扬；二是随着风量的增大，流经采空区的风量、风速加大、瓦斯流线延深、变密，强化了风流和采空区的瓦斯交换，风流携带出的采空区瓦斯量也相应增加。
故掘进巷道使用双风机、双电源、自动分风和三专两闭锁"装置，并有专人检查试验其性能，保证完好。
2）加强瓦斯检查与监测.严格落实先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯综合治理12字方针.虽然冯家塔煤矿是低瓦斯矿井，但按照高瓦斯矿井管理，每一个采掘工作面均有瓦斯检查人员，一人一面,坚持一炮三检"和三人连锁放炮"制度。
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。
矿井瓦斯基础理论及瓦斯压力测定
03
瓦斯压力测定方法
直接测定法
定义
直接测定法是通过在煤层或岩层中钻孔，安 装压力表直接测量瓦斯压力的方法。
适用范围
适用于各种类型的矿井和煤层条件，特别是 不稳定的煤层和岩层。
优点
直接测定法能够获得较为准确的瓦斯压力数 据，不受其他因素的影响。
缺点
需要耗费较长的时间和人力物力，且有一定 的安全风险。
02
煤与瓦斯突出
瓦斯压力的异常变化可能引发煤 与瓦斯突出，造成人员伤亡和财 产损失。
03
矿井通风与瓦斯涌 出
瓦斯压力影响矿井通风和瓦斯涌 出量，进而影响矿井安全生产的 组织与管理。
瓦斯压力的监测与控制
监测方法
采用传感器、仪表等设备监测矿井中各区域的瓦斯压力，及时掌握瓦斯压力变化情况。
控制措施
通过采取抽放瓦斯、降低煤层瓦斯含量等措施，降低矿井瓦斯压力，预防瓦斯事故的发 生。
间接测定法
定义
间接测定法是通过测量煤层或岩层的相 关物理参数，如地层温度、地层压力等
，推算瓦斯压力的方法。
优点
间接测定法操作简便，能够快速获得 瓦斯压力数据。
适用范围
间接测定法适用于地层条件较为稳定 、有明显的地层压力梯度的矿井。
缺点
由于受到多种因素的影响，推算结果 可能存在误差。
钻孔瓦斯压力测定
瓦斯的性质
瓦斯具有无色、无味、无毒、无刺激 性的特点，但其浓度过高时容易引发 窒息或燃烧爆炸等危险。
瓦斯的生成与赋存
瓦斯的生成
瓦斯主要由煤在成煤过程中生成，其生成量与煤的变质程度、煤层埋藏深度和含气量等因素有关。
瓦斯的赋存
瓦斯通常以吸附和游离状态赋存在煤层中，其赋存状态和分布受到煤层压力、温度和孔隙率等因素的 影响。
矿井瓦斯等级鉴定规定要求
矿井瓦斯等级鉴定规定1、低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
2、高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。
3、测点选择：（1）选定测点：矿井总回风道、各独立通风区域的回风道和各翼、各水平、各煤层、各采区工作面的进回风道内合适地点。
（2）测定内容：风量、巷道断面、平均风速、瓦斯浓度、二氧化碳浓度、地面和井下测点温度、气压、湿度等。
4、测定时间与方法：一般选择7月或8月为鉴定月，在鉴定月初、月中、月末各选1天（间隔时间10天）为鉴定日（5、15、25日）。
鉴定日的产量、通风管理必须正常；分早、中、晚三班进行测定；在每一班时间内，分班初、中班、班末各测一次，并取其平均值；在每次测定时，对风流的瓦斯浓度、二氧化碳浓度、温度、湿度，要在同一断面上分上、中、下分别测定，并取其平均值。
5、资料整理：涌出量=风量×浓度m3/min,分别计算出三班涌出量，三班平均涌出量=[（3）+（6）+（9）]÷3 m3/min。
6、确定矿井瓦斯等级：在鉴定月的上、中、下三旬进行测定的3天中，选出最大1天的涌出量作为该矿井绝对瓦斯涌出量，并计算平均产煤1吨的涌出量（相对涌出量），依此作为矿井瓦斯等级。
相对瓦斯涌出量=1440×（3）÷（6）m3/min相对二氧化碳涌出量=1440×（1）÷（6）m3/t。
7、大气参数测定：（1）、温度：T=273.15+t，采掘工作面气温不得超过260C，达30度、洞室34度必须停止作业。
（2）、空气压力：一个标准大气压是指气温为00C（273K）、北纬450的海平面处的条件，称标准大气压.标准大气压=101324.96Pa=1013.2496mbar=760Hg=10332.27mmH2O。
大气压随高度增加而降低,海拔1000m=674mmHg,2000m=600 mmHg。
瓦斯基础参数报告
山西煤炭运销集团野川煤业有限公司3号煤层瓦斯基础参数测定报告山西省煤炭工业局综合测试中心二零一零年八月报告名称：山西煤炭运销集团野川煤业有限公司3号煤层瓦斯参数测定报告完成单位：山西省煤炭工业局综合测试中心报告撰写：许江涛工程师技术审查：赵长春高级工程师王飞高级工程师形式审查：贾军萍高级工程师目录1. 矿井概况 (5)1.1位置与交通 (5)1.2 自然地理 (7)1.3地质构造 (7)1.4 煤层赋存及煤质 (7)1.5 瓦斯、煤尘和煤层自燃倾向性 (9)1.6 矿井开拓及生产概况 (11)1.7 矿井通风 (11)2 瓦斯基本参数测试 (13)2.1 煤层瓦斯含量测定 (13)2.3 煤层瓦斯含量分布规律 (17)2.4 煤层瓦斯含量分布预测图 (19)2.2 吸附常数测试 (20)2.3 孔隙率测试 (20)2.4 煤的坚固性系数测试 (21)2.5 煤的瓦斯放散初速度测试 (22)2.6 钻孔自然瓦斯涌出特征 (23)2.7 煤层瓦斯压力测试 (25)2.8 透气性系数测试 (26)3 结论和建议 (28)前言山西煤炭运销集团野川煤业有限公司高平市西北15km处的野川镇境内，行政区划隶属高平市野川镇管辖。
地理坐标为东经112°46′51〞～112°51′00″，北纬35°49′51〞～35°48′24″。
山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[2009]44号文件，《关于晋城市高平市煤矿企业兼并重组整合方案的批复》将山西高平乔家沟煤业有限公司、山西高平北杨煤业有限公司（已关闭）、山西高平红岩沟煤业有限公司（已关闭）、山西高平窑沟煤业有限公司（已关闭）、山西高平柳树底煤矿等五处煤矿及部分空白资源重组成为：山西省煤炭运销集团野川煤业有限公司，井田面积11.0132km2，批准开采3-15号煤层，组合后矿井生产能力提高到90万吨/年。
为探明该矿煤层瓦斯赋存规律以及为将来瓦斯治理提供依据，2010年5月山西煤炭运销集团野川煤业有限公司委托山西省煤炭工业局综合测试中心对该矿3号煤层瓦斯基础参数进行测定。
付村煤矿综采工作面瓦斯基本参数的测定及应用
摘 要 根据《 煤矿安全规程》 的有关规定， 结合付村煤矿采区的开拓部署情况和井下 巷 道揭 露 的地 质情 况 ， 定并 施工 测压钻 孔 ， 井 下直接 测定 原始煤 层 瓦斯压 力 。并在 实验 确 在
室对煤样 进行 煤 的工 业性分析 ， 采用 气体 等 温吸 附解 吸仪 测定 瓦斯 吸 附常数 。 实验 室测定 在 的基础 上 ， 结合现场 实测 的数 据 ， 过分 析 、 算确定 煤 层 的瓦斯含 量。 通 计 根据 对 回采工 作 面瓦 斯涌出量观测， 以及 瓦斯参数 的测定结果 ， 出了工作面瓦斯治理的综合 防治技术。 提 关键 词 综放 工作 面 ；瓦斯 参数 ； 瓦斯 涌 出量 ； 综合 防治技 术 中图分类 号 ：Ｄ １ ￣ 文 献标 志码 ： 文章 编号 ：０ ９ ０ ９ （ ０ ２）２ ０ ２ — ３ Ｔ ７ ２． ３ Ａ １０ — ７ ７ ２ １ ０ — ０ ９ ０
煤矿 现 代化
２１ 年第２ ０２ 期
总第１ 期 ０ ７
付 村煤 矿综采工作 面瓦斯基本参数 的测定及应用
荀 杰 ，孙雪 琳 。田传 强 ｚ 一
（ ． 科 技 大 学 资 源 与环 境 工 程 学 院 ， 东 青 岛 ２ ６ １ ；２济 南 市 国土 资 源 局 。 东 济 南 ２０ ０ １山东 山 ６５０ ． 山 ５ １２ ３枣 庄矿 业（ 团 ） 限 责任 公 司 通风 防尘 处 。 东 枣庄 ２ ７０ ） ． 集 有 山 ７ ０ ０
瓦 斯基 本 参数 包括 瓦斯压 力 、 瓦斯 含 量 、 斯 吸 瓦 附 常数 、 （ ） 真 视 密度 、Ｌ 孑 隙率等 。 瓦斯 的基 本参数 是矿 井选 择瓦斯 治 理措施 的基 础依 据 ， 过对 瓦斯基 础参 通 数 的研究 ，可 以为矿 井提 供针 对性较 强 的治理 措施 ， 对保 证煤 矿 的安全生 产具 有重 要 的意义 ＿ １ ＿ 。
煤层瓦斯参数及其测定方法
防
量的方式与步骤为：①实测煤层瓦斯压力；②实
治 技
验测定煤样可燃基的瓦斯吸附常数；③用朗格缪
术
尔方程计算煤的可燃基瓦斯含量，并通过水分、
》 讲 座
灰分、温度、压力等校正得到原煤的瓦斯含量。 这一方法的计算基础都是来自实测值，而计算模
型又得到理论证明，故可信度较高，但测准煤层
瓦斯压力较难，工作量较大。
363
3.5
天府磨心坡矿
K2
513 633
4.8 7.5
1.5
防
652
7.85
40
0.57
治
白沙里王庙井
6
118
1.28
0.7
技 术
388
2.97
涟邵立新蛇形山井
4
214 252
2.18 2.6
1.1
》 讲 座
六枝四角田矿
7
70 207
0.45 1.91
1
南桐鱼田堡矿
4
218 432
1.52 4.95
xx=〔en(t0-t)〕〔1/（1+0.31W）〕〔(100-A-W）/100〕
讲
abp/（1+bp）
座
xy=VT0p/Tp0ξ
《
煤
式中, t0、t分别为测定吸附常数时的实验温度和煤层
矿
瓦斯的温度oC;
瓦 斯
n 为系数，按下式确定：n=0.02/(0.993+0.07p) ;
灾
W、A 分别为煤的水分和灰分,%;
一直沿用至今。
《
1000
地勘解吸法测定煤层瓦
解吸瓦斯量（ ml）
煤
800
斯含量的基本原理及依据
瓦斯参数测定及措施效果检验、消突评价相关要求
⽡斯参数测定及措施效果检验、消突评价相关要求防突及措施效果检验、消突评价等补充资料⼀、⽡斯基本参数测定⼀、⽡斯基本参数测定的内容及原则⼀)⽤于⽡斯涌出量预测及⽡斯抽采论证的⽡斯基本参数1．煤层⽡斯含量煤层⽡斯含量是指在矿井⼤⽓条件下(环境温度为20℃，环境⼤⽓压⼒为0．1 MPa)单位质量煤体中所含有的⽡斯⽓体(通常指甲烷)体积量，⼀般⽤m3／t表⽰其⼤⼩，即1 t煤中所含⽡斯的⽴⽅⽶数。
煤层⽡斯含量⼜可分为：煤层⽡斯原始含量——未受采矿采动及抽采影响的煤体内的⽡斯含量。
煤层⽡斯残存含量——受采矿采动及抽采影响的煤体内现存的⽡斯含量。
原煤⽡斯含量——单位质量原煤中含有的⽡斯量。
可燃基⽡斯含量——原煤中除去灰分和⽔分后的单位质量可燃部分煤中的⽡斯含量。
2．煤层⽡斯压⼒煤层⽡斯压⼒是指⽡斯赋存于煤层中所呈现的⽓体压⼒，即⽓体作⽤于孔隙壁的压⼒。
煤层⽡斯压⼒的单位⼀般⽤MPa表⽰。
煤层⽡斯压⼒⼜可分为：煤层⽡斯原始压⼒——未受采矿采动及抽采影响的煤体内的⽡斯压⼒。
煤层⽡斯残存压⼒——受采矿采动及抽采影响的煤体内现存的⽡斯压⼒。
⼆)⽤于突出危险性鉴定的⽡斯基本参数1．煤层⽡斯压⼒<（0.74mpa）2．煤层⽡斯含量<8m3/t)2．煤层的结构破坏类型(Ⅰ～V类)：⽤煤层的构造特征、光泽、节理性质、断⼝性质及强度等指标综合反映的煤层被破坏程度。
4．煤样的⽡斯放散初速度(△P)：实验室测定的吸附⽡斯煤样在突然卸压后最初⼀段时间内解吸⽡斯放出快慢的相对指标。
5．煤样的坚固性系数(∫)：⽤捣碎法测定的煤样抗破碎强度指标。
6．煤的⽡斯解吸特征曲线：现场采取煤样经实验室真空脱附后，给定不同的吸附⽡斯压⼒使其吸附平衡，然后令其在⼤⽓压⼒状态下进⾏⽡斯解吸量随解吸时间关系的测定，统计分析得出解吸特征参数。
改变吸附平衡的⽡斯压⼒，得出不同的解吸特征参数，得到吸附平衡⽡斯压⼒与解吸特征参数之间的关系曲线，该曲线即为煤样的⽡斯解吸特征曲线。
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11.1 测压操作步骤21.2 瓦斯压力测定结果32 煤层瓦斯含量测定42.1 测定方法及过程42.2 煤层瓦斯含量测定结果53 煤层透气性系数测定73.1 测定原理73.2 测定方法93.3煤层透气性系数计算结果104 钻孔瓦斯流量衰减系数的测定104.1 测定原理104.2 测定方法115 煤的破坏类型测定136 煤的坚固性系数测定136.1 仪器设备136.2 煤样制取146.3 测定步骤146.4 数据计算157 瓦斯放散初速度测定157.1 仪器设备157.2 煤样制取167.3 测定步骤167.4 数据计算168 煤层瓦斯吸附常数测定178.1 煤样制取178.2 测定步骤188.3 试验结果输出209 煤层瓦斯钻屑指标测定219.1 钻屑量测定219.2 钻屑瓦斯解吸指标测定21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，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/T1047-2007）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，利用压风将密封罐的水泥浆注入钻孔，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。
瓦斯覆存、瓦斯基本参数及涌出量预测方案
矿井瓦斯的生成与组分
矿井瓦斯组分
煤层烃类气体组分典型气相色谱图
矿井瓦斯的生成与组分
矿井瓦斯组分
煤层烃类气体组分质谱定性鉴定结果
矿井瓦斯的生成与组分
矿井瓦斯组分 中国部分煤矿煤层瓦斯组成测定结果
矿井瓦斯的生成与组分
区间，并决定了具有强烈破坏结构煤的破坏面。 可见孔及裂隙——其直径>10-1mm，它构成层流及紊流混
合渗透区间，并决定了煤的宏观（煤和中硬煤）破坏面。
煤的储存与输运瓦斯特性
煤的孔隙率
煤的孔隙率是煤中孔隙总体积与煤的总体积之比， 通常用百分数表示。
孔隙率的单位有时用cm3/cm3、m3/m3或cm3/g、 m3/t表示。煤的孔隙率通过实测煤的真密度和视 密度来确定，不同单位煤的孔隙率与煤的真、视 密度存在如下关系：
甲烷在煤中呈两种状态存在，在渗透空间内的甲 烷主要呈自由状态，称为自由瓦斯或游离瓦斯， 由于甲烷分子的自由热运动，显示出相应的瓦斯 压力，这种状态的瓦斯服从气体状态方程；
另一种在微孔内主要呈吸附状态存在在微孔表面 上和在煤的粒子内部占据着煤分子结构的孔穴或 煤分子之间的空间（后两者中的瓦斯可称为固溶 体，包括在吸附状态中）。
煤层瓦斯沿垂向一般可分为两个带：瓦斯风化带 与甲烷带。
煤层瓦斯赋存状态及其垂向分带
煤层瓦斯垂向分带 瓦斯风化带
瓦斯风化带是CO2－N2、N2与N2－CH4三个 带的统称，各带不仅瓦斯组分不同而且瓦斯 含量也不相同。
煤层瓦斯赋存状态及其垂向分带
煤层瓦斯垂向分带
煤层瓦斯赋存状态及其垂向分带
矿井瓦斯的生成与组分
主动测定煤层瓦斯压力方法实际应用浅析
主动测定煤层瓦斯压力方法实际应用浅析摘要：测定煤层瓦斯压力时被动测压法存在两个明显缺点，一是钻孔施工过程中瓦斯解吸释放导致实测值偏低，二是低瓦斯压力煤层测压时间偏长。
主动测压法能够很好的解决这两个问题，并在矿井得到了实际应用，取得了明显效果。
关键词：瓦斯压力测压主动测压被动测压1 前言煤层瓦斯是煤与瓦斯突出灾害发生的动力之一。
因此，准确测定其压力对于评估煤层的突出危险程度十分重要。
测定煤层瓦斯压力的原理是向煤层打一钻孔，下置一根管子进入煤层中，管子上安装压力表，封闭钻孔内煤层与外部的联系。
因打钻扰动，煤体内吸附状态的瓦斯转变为游离状态向外放散，压力降低。
钻孔封闭后随着煤内瓦斯逐渐向钻孔处运移、解吸，钻孔内瓦斯压力逐渐增高。
煤层瓦斯在经过一段时间的运移、解吸后，钻孔内的瓦斯压力达到一定值，煤层瓦斯不再解吸，产生平衡，从外部的压力表即可以读出近似的煤层瓦斯压力值。
由于在打钻过程中煤体解吸并排放了部分瓦斯，在钻孔封堵后，瓦斯压力需要一定的时间才能达到再平衡值，故实际测得的压力值理论上均低于原始瓦斯压力。
采用主动法测压的具体做法是向钻孔的测压室内注入一定压力的不易被煤体吸附且不易与其它气体反应的气体，一般使用氮气，注入气体压力为预计煤层瓦斯压力的0.5倍，从而减少钻孔周围煤体吸附状态瓦斯解吸量，减少再平衡时间，即瓦斯压力观测时间。
2 现场应用2.1简介淮南某基本建设矿井，按高瓦斯矿井设计，但实际施工中各煤层瓦斯含量均较低。
在测定瓦斯压力时测定结果经常在0.2以下甚至多次为0,如没有瓦斯含量值作为辅助判断，难以判断是封孔失败还是真实值确为0。
为解决此问题，该矿采用了主动测压法来验证。
2.2封孔及注气封孔材料采用囊袋及膨胀水泥。
测压装置包括测压管、注浆管（四分镀锌管）、管道附件及三通阀、压力表等，注浆设备为注浆泵。
按照设计参数施工完钻孔后，按以下步骤封孔测压。
a.清除钻孔内的钻屑及积水后，退出钻杆，将注浆管及回浆管固定在测压管上并送入钻孔内，开动注浆泵，将水与水泥按比例倒入注浆泵，搅拌均匀并通过注浆管向钻孔内注浆；b.在浆液注满两端囊袋之前，注浆压强逐渐增大，当囊袋注满，压强冲破爆破阀，注浆压力会突然减小，在注满两个囊袋之间部位过程中压力逐渐增大，注浆压力达到要求后停止注浆，封闭注浆管，完成封孔；c.采用主动测压，将氮气通过三通阀注入气室，注气压力为预计煤层瓦斯压力的0.5倍。
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)测压操作步骤 (2)瓦斯压力测定结果 (3)2 煤层瓦斯含量测定 (3)测定方法及过程 (4)煤层瓦斯含量测定结果 (5)3 煤层透气性系数测定 (7)测定原理 (7)测定方法 (8)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 (10)测定原理 (10)测定方法 (11)5 煤的破坏类型测定 (12)6 煤的坚固性系数测定 (12)仪器设备 (12)煤样制取 (13)测定步骤 (13)数据计算 (13)7 瓦斯放散初速度测定 (14)仪器设备 (14)煤样制取 (14)测定步骤 (14)数据计算 (15)8 煤层瓦斯吸附常数测定 (15)煤样制取 (16)测定步骤 (16)试验结果输出 (18)9 煤层瓦斯钻屑指标测定 (19)钻屑量测定 (19)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。