煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法
《井下直接法测定煤层瓦斯压力数值模拟研究及工程指导》
《井下直接法测定煤层瓦斯压力数值模拟研究及工程指导》篇一一、引言在煤炭资源开发过程中,煤层瓦斯压力的准确测定是煤矿安全生产和瓦斯资源利用的重要基础。
而井下直接法作为一种实用的瓦斯压力测定方法,因其简单易行和精度高的特点得到了广泛的应用。
本文旨在通过数值模拟的方法,对井下直接法测定煤层瓦斯压力进行研究,以期为工程实践提供指导。
二、研究背景与意义煤层瓦斯压力是决定煤矿安全生产和瓦斯资源利用的关键因素之一。
由于地质条件的复杂性,准确测定煤层瓦斯压力显得尤为重要。
井下直接法作为瓦斯压力测定的主要方法之一,其精确度和可靠性直接影响着煤矿生产安全及瓦斯资源开发利用的效率。
因此,开展井下直接法测定煤层瓦斯压力的数值模拟研究具有重要的理论和实践意义。
三、研究方法与数值模拟(一)研究方法本文采用数值模拟的方法,通过建立煤层瓦斯流动的数学模型,模拟井下直接法测定煤层瓦斯压力的过程。
具体包括建立煤层瓦斯流动的物理模型、数学模型以及求解方法等。
(二)数值模拟在数值模拟过程中,我们首先确定了煤层瓦斯的物理性质和地质条件等参数。
然后,根据实际工程情况建立了相应的数学模型。
接着,利用数值分析软件,对数学模型进行求解,得出井下直接法测定煤层瓦斯压力的模拟结果。
四、数值模拟结果与分析(一)模拟结果经过数值模拟,我们得出了不同地质条件、不同煤层深度以及不同瓦斯压力下的井下直接法测定煤层瓦斯压力的模拟结果。
这些结果包括瓦斯的流动速度、压力分布以及测定误差等。
(二)结果分析根据模拟结果,我们可以分析出井下直接法测定煤层瓦斯压力的规律和特点。
例如,在地质条件复杂、煤层深度较大的情况下,井下直接法测定煤层瓦斯压力的误差可能会增大。
因此,在实际工程中需要根据具体情况选择合适的测定方法和参数。
五、工程指导与应用(一)工程指导根据数值模拟结果,我们可以为煤矿生产过程中的瓦斯压力测定提供具体的指导。
例如,在地质条件复杂、煤层深度较大的情况下,需要选择更为精确的测定方法和参数;在瓦斯资源开发利用方面,可以根据模拟结果优化开发方案,提高瓦斯资源的利用效率。
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。
煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定方法
4.瓦斯压力测定工艺
▪ 胶囊-密封粘液封孔测压法封孔步骤
组装好封孔器并放入预计的封孔深度,在孔口安装好阻 退楔,连接好封孔器与密封粘液罐、压力水罐,装上各 种控制阀,安装好压力表
启动压力水罐开关向胶囊充压力水,待胶囊膨胀封住钻 孔后开启密封粘液罐往钻孔的密封段注入密封粘液,密 封粘液的压力应略高于煤层预计的瓦斯压力
煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定方法
.2.15
主要内容
1.概述
▪ MT/T 638-1996 在观测中发现瓦斯压力值变化较大应增加观测次数 煤矿井下煤层瓦斯压力的 直接测定方法 被动测压法时,则视煤层的瓦斯压力及透气性大小的不同,需30天以上
在观测中发现瓦斯压力值变化较大应增加观测次数 测定邻近煤层的瓦斯压力或煤层群分层测压应采用注浆封孔测压法
不收缩水泥的使用量, 在观测中发现瓦斯压力值变化较大应增加观测次数 按一定比例配好封孔水 胶囊-密封粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应不小于10m 本 测煤定层邻测 近压 煤孔 层封 的泥泥孔 瓦应 斯浆 浆保 压证力, 泵其 或测 煤用 一压 层室 群压 次长 分不 层气 连小 测注 续于 压应1.浆 将采用器封注浆或孔封孔测压法
选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深 度
瓦斯压力测定地点宜选择在进风系统,行人少 且便于安设保护栅栏的地方
4.瓦斯压力测定工艺
▪ 测定方法的选择
测压处岩石坚硬、少裂隙,可采用黄泥水泥封孔测 压法
在松软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时:
钻孔长度≤15m时采用胶囊-密封粘液封孔测压法 钻孔长度>15m时应采用注浆封孔测压法
黄泥水泥封孔测压法的封孔深度应不小于5m 胶囊-密封粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应
煤层瓦斯压力测定方法
附录 A煤层瓦斯压力测定方法附录 A煤层瓦斯压力测定方法A.0.1煤层瓦斯压力的测定方法按测压方式,即:测压时是否向测压孔内注入补偿气体,可分为主动测压法和被动测压法;按测压钻孔封孔的材料不同可分为胶囊(胶圏)—密封粘液封孔测压法和注浆封孔测压法。
A.0.2打设测压孔应遵守下列规定:1在距测压煤层不少于 5m(垂距)的开挖工作面钻孔,孔径一般宜为 65~ 95mm,钻孔长度应保证测压所需的封孔深度。
2钻孔宜垂直煤层布置。
3从钻孔进入煤层开始,应不停钻直至贯穿煤层。
然后清除孔内积水和煤(岩)屑,放入一根钢性导气管,立即进行封孔。
4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。
A.0.3测压钻孔施工完后应在24h 内完成钻孔的封孔工作,应在完成封孔工作24h 后进行测定工作。
A.0.4采用主动测压时,只在第一次测定时向测压钻孔充入补偿气体,补偿气体的充气压力宜为预计的煤层瓦斯压力的 1.5 倍;采用被动测压法时,不进行气体补偿。
A.0.5采用环形胶圈、黏液或水泥砂浆等封孔测压时,可按下列步骤进行:1在钻孔内插入带有压力表接头的紫铜管,管径为6~20mm,长度不小于 7 m。
岩石硬而无裂隙时封孔长度不宜小于5m,岩石松软或裂隙发育时应增加。
2将经炮泥机挤压成型的特制柱状炮泥送入孔内,柱状翻土末端距紫铜管末端0.2~0.5m,每次送入 0.3~0.5m,用堵棍捣实。
3 每堵 lm 黏土柱打入 1 个木塞,木塞直径小于钻孔直径10~15mm。
打入木塞时应—69—附录 A煤层瓦斯压力测定方法保护好紫铜管,防止折断。
A.0.6观测与测定结果的确定应符合下列规定:1 采用主动测压法时应每天观测一次测定压力表,采用被动测压法应至少3d 观测一次测定压力表。
2将观测结果绘制在以时间(d)为横坐标、瓦斯压力(MPa)为纵坐标的坐标图上,当观测时间达到规定时,如压力变化在 3d 内小于 0.015MPa,测压工作即可结束;否则,应延长测压时间。
煤层瓦斯含量井下直接测定方法
加强对操作人员的培训和指导,提高操作水平和责任心。
05 实际应用与案例分析
煤层瓦斯含量井下直接测定方法的应用现状
井下直接测定方法在煤矿生产中得到了广泛应用,为煤层瓦斯含量的准确 评估提供了可靠依据。
随着技术的不断发展,井下直接测定方法在精度、稳定性和可靠性方面得 到了显著提升,为煤矿安全生产提供了有力保障。
间接法
间接法操作简便,但测定结果受多种因素影响, 准确性相对较低。
连续测定法
连续测定法能够实时监测煤层瓦斯含量,但设备 成本较高,且测定精度有待提高。
测定方法的改进与优化建议
加强设备研发
提高设备自动化程度,简化操作流程,降低人为误差。
完善测定标准
制定更加完善的测定标准和方法,提高测定结果的准确性和可靠 性。
VS
压差计法适用于各种类型的煤层,优 点是测量结果准确可靠,缺点是需要 钻孔和安装设备,测量周期较长。
气相色谱法
气相色谱法是一种通过分析瓦斯成分来确定瓦斯含量的方法。该方法需要使用气相色谱仪等精密仪器,对操作人员的技能要 求较高。
气相色谱法适用于各种类型的煤层,优点是测量结果准确可靠,缺点是需要使用精密仪器和经验丰富的操作人员,测量成本 较高。
02 直接测定方法
采集器法
采集器法是通过采集煤样,然后在地 面实验室测量瓦斯含量的方法。这种 方法需要使用专用的采集器和密封容 器,确保煤样在运输和储存过程中不 发生瓦斯泄漏。
采集器法适用于各种类型的煤层,特 别是不易解吸的煤层。该方法的优点 是测量结果准确可靠,缺点是测量周 期较长,需要大量的人力和物力。
04 测定方法的选择与优化
测定方法的适用条件
煤层条件
适用于各种煤层条件,包括薄煤层、厚煤层、松软煤 层和硬煤层等。
《井下直接法测定煤层瓦斯压力数值模拟研究及工程指导》范文
《井下直接法测定煤层瓦斯压力数值模拟研究及工程指导》篇一一、引言煤层瓦斯压力是煤矿安全开采过程中的关键参数之一,直接关系到矿井的瓦斯突出、矿井涌水等安全风险。
随着科技的发展,井下直接法作为一种常用的瓦斯压力测定方法,越来越受到煤矿企业的重视。
本文将就井下直接法测定煤层瓦斯压力的数值模拟研究及工程指导进行详细探讨。
二、井下直接法测定煤层瓦斯压力原理井下直接法测定煤层瓦斯压力主要利用钻孔中的气测技术和钻孔测试装置进行直接测定。
通过钻进至预定深度后,通过煤样采样的方法对钻孔内部压力进行实时测量,得出瓦斯压力数据。
该方法的优点在于具有较高的准确性、时效性和应用范围广泛,能实时获取煤矿的瓦斯压力变化情况。
三、数值模拟研究在深入理解和掌握井下直接法测定煤层瓦斯压力的基础上,我们需要通过数值模拟研究进一步揭示煤层瓦斯流动和运移的规律。
该研究可以通过计算机技术构建相应的地质模型和数值计算模型,分析瓦斯的扩散和运动特性,同时利用物理场等研究方法探究其产生原因。
这将对井下现场实践和制定安全生产策略具有重要的指导意义。
四、模拟与实验的比较虽然数值模拟对于理解和掌握煤层瓦斯流动规律具有重要作用,但我们也应该认识到,实验研究是更直接的检验手段。
在井下实际环境下进行试验测定,能更直观地反映出实际运行状况,有助于发现和修正数值模拟中的问题。
因此,数值模拟与实验应相互结合,相互补充,以提高我们对煤层瓦斯流动特性的认识。
五、工程指导根据井下直接法测定煤层瓦斯压力的数值模拟结果,我们可以对煤矿生产过程中的瓦斯控制、安全管理等提供具体的工程指导。
首先,可以根据模拟结果预测瓦斯压力的变化趋势,提前采取相应的预防措施;其次,根据模拟结果优化瓦斯抽采方案,提高抽采效率;最后,根据模拟结果对矿井的安全生产管理提出建议,确保矿井的安全生产。
六、结论本文通过对井下直接法测定煤层瓦斯压力的数值模拟研究及工程指导的探讨,深入了解了该方法的基本原理和实施过程。
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法
范围本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力地原理、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺地要求.本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力(简称瓦斯压力测定).引用标准下列标准包含地条文,通过在本标准中引用而构成为本标准地条文.本标准出版时,所示版本均为有效.所有标准都会被修订,使用本标准地各方应探讨使用下列标准最新版本地可能性.个人收集整理勿做商业用途—工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程国家技术监督局防治煤与瓦斯突出细则——煤炭工业部气瓶安全监察规程——劳动部测定原理通过钻孔揭露煤层,安设测定仪表并密封钻孔,利用煤层中瓦斯地自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡地瓦斯压力.个人收集整理勿做商业用途方法分类.按测压方式分..主动测压法钻孔封完孔后,通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力地测压方法.补偿气体可选用高压氮气(),高压二氧化碳气体()或其他惰性气体.补偿气体地充气压力应略高于预计煤层瓦斯压力.个人收集整理勿做商业用途..被动测压法钻孔封完孔后,通过被测煤层瓦斯地自然渗透,达到瓦斯压力平衡而测定其瓦斯压力地测压方法..按封孔材料分..黄泥、水泥封孔测压法封孔材料为黄泥,水泥或黄泥水泥混合物,封孔方式为手工操作,主要适用于石门揭煤地瓦斯压力测定...胶囊—密封粘液封孔测压法封孔材料为胶囊、密封粘液,封孔方式为手工操作.适用于松软岩层或煤巷瓦斯压力测定...注浆封孔测压法封孔材料为膨胀不收缩水泥浆加粘液,封孔方式为压气注浆器或泥浆泵注浆封孔.适用于井下各种条件下地瓦斯压力测定,特别适用于近距离煤层群分煤层地瓦斯压力测定.个人收集整理勿做商业用途设备材料、仪表及工具.钻孔设备:打钻孔用地钻机可根据实际情况选用,其能力必须应满足测压钻孔长度地要求,钻头直径选用φ~.个人收集整理勿做商业用途.材料:木楔,压力表联接头,密封垫,密封带以及真空密封膏..仪表:压力表量程为预计煤层瓦斯压力地.倍,准确度优于.级,必须符合地规定..工具:管钳,扳手,剪刀,皮尺,水桶,螺丝刀,手工封孔送料管..用黄泥、水泥封孔测压法时,还需:黄泥将质地致密可塑性好地粘土制成两端头呈球状,通过阴干,烤或晒,使其外皮半干,里面湿软;水泥不低于;黄泥水泥混合物由黄泥和水泥按适当比例混合;速凝水泥凝结时间≤;管材φ× 紫铜管,φ尼龙管,φ铁管,以及相应联接头;其他木塞,挡板,铁丝,肥皂.个人收集整理勿做商业用途.用胶囊—密封粘液封孔测压法时,还需:密封粘液;密封粘液罐和压力水罐用于预计地煤层瓦斯压力小于时地封孔,液压和水压由液态提供;封孔器组件进液管、进水管、测压管、胶囊及测定仪表.个人收集整理勿做商业用途.用注浆封孔测压法时,还需:手摇注液泵;压气注浆器用于测压钻孔长度小于时地封孔注浆,其容量应大于封钻孔所需地水泥浆容量,动力为井下压缩空气;泥浆泵宜用柱塞泥浆泵,其流量为~/,压力为~;密封粘液密封粘液由骨料、填料和粘液混合而成.密封粘液(封堵间隙为不大于)地配方为:化学浆糊粉(淀粉防腐剂)与水地比例(质量比):制成粘液,骨料与粘液地比例(体积比)为:,填料与粘液地比例(体积比)为:.其中骨料由粒度为.~.,.~.,.~.地炉渣按体积比::混合而成;填料由.~.,.~,.~.地锯末按体积比::均匀混合而成;膨胀不收缩水泥浆由膨胀不收缩水泥与水(井下清洁水)按一定比例制成;测压管、注浆管(φ 铁管)及附件.个人收集整理勿做商业用途.用主动测压法时,还需:高压储气罐必须符合劳动部《气瓶安全监察规程》地要求;充气联接装置必须联接方便、可靠;补偿气体高压,高压气体或其他惰性气体.瓦斯压力测定工艺.测定地点地选择..同一地点应打两个测压钻孔,钻孔口距离应在其相互影响范围外,其见煤点地距离除石门测压外应不小于.石门揭煤瓦斯压力测定按《防治煤与瓦斯突出细则》(简称《细则》)地有关规定进行.个人收集整理勿做商业用途..除在煤巷中测定本煤层瓦斯压力外,测定地点应选择在石门或岩巷中...钻孔应避开地质构造裂隙带、巷道地卸压圈和采动影响范围...测定煤层原始瓦斯压力地见煤点应避开地质构造裂隙带、巷道、采动及抽放等地影响范围...选择瓦斯压力测定地点应保证有足够地封孔深度...瓦斯压力测定地点宜选择在进风系统,行人少且便于安设保护栅栏地地方..测定方法地选择..测压处岩石坚硬、少裂隙,可采用黄泥、水泥封孔测压法.,.在松软岩层及煤巷中测定煤层地瓦斯压力时:钻孔长度≤时应采用胶囊—密封粘液封孔测压法;钻孔长度>时应采用注浆封孔测压法...竖井揭煤可采用注浆封孔测压法.石门揭煤地测压,按《细则》地有关规定进行...测定邻近煤层地瓦斯压力或煤层群分层测压应采用注浆封孔测压法...测压时间充足时,宜采用被动测压法.测压时间较短时,应采用主动测压法..钻孔施工..钻孔地开孔位置应选在岩石(煤壁)完整地位置...钻孔施工应保证钻孔平直、孔形完整,穿层测压钻孔宜穿煤层全厚...钻孔施工好后,应立即清洗钻孔,保证钻孔畅通...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.个人收集整理勿做商业用途.封孔..钻孔施工完后应在内完成封孔工作...准备工作:...按选用地封孔方法准备好封孔材料、仪表、工具等....检查测压管是否通畅及其与压力表联接地气密性.,..钻孔为下向孔时应将钻孔水排除...封孔深度:...封孔深度应超过钻孔施工地点巷道地影响范围,并满足以下要求:)黄泥、水泥封孔测压法地封孔深度应不小于;)胶囊—密封粘液封孔测定本煤层瓦斯压力地封孔深度应不小于;)注浆封孔测压法地封孔深度不小于,煤层群分层测压时则应封堵至被测煤层在钻孔侧地顶板或底板;)应尽可能加长测压钻孔地封孔深度....本煤层测压孔封孔应保证其测压气室长不小于.,穿层测压孔地封孔不宜超过被测煤层在钻孔侧地顶板或底板.个人收集整理勿做商业用途..黄泥、水泥封孔测压法封孔步骤:)如图所示,将挡板固定在测压管地端头,然后送至预定地封孔深度;)用送料管将封孔材料送至挡板处,轻轻捣实将测压管固定住,然后将黄泥或水泥团逐步送入孔中,并用送料管将其捣实,一直到孔口.在封孔地过程中,每隔左右打入一个木塞;个人收集整理勿做商业用途)在距孔口.处用速凝水泥封孔,孔口用木楔固定;)封孔后,安装压力表...胶囊—密封粘液封孔测压法封孔步骤:)如图所示,在测压地点先将封孔器组装好,将其放入预计地封孔深度,在钻孔孔口安装好阻退楔,联接好封孔器与密封粘液罐、压力水罐,装上各种控制阀,安装好压力表;个人收集整理勿做商业用途)启动压力水罐开关向胶囊充压力水,待胶囊膨胀封住钻孔后开启密封粘液罐往钻孔地密封段注入密封粘液,密封粘液地压力应略高于煤层预计地瓦斯压力.个人收集整理勿做商业用途—三通;—压力表;—密封粘液罐;—阻退楔;—输液管;—胶囊;—密封粘液;—胶囊;—压力水罐;—钻孔个人收集整理勿做商业用途图胶囊—密封粘液封孔测压示意图..注浆封孔测压法封孔步骤:钻孔直径为φ~,钻孔长度为~.封孔步骤为:)如图所示,将测压管安装至预定地封孔深度,在孔口用木楔封住,并安装好注浆管;)根据封孔深度确定膨胀不收缩水泥地使用量,按一定比例配好封孔水泥浆,用压气注浆器或泥浆泵一次连续将封孔水泥浆注入钻孔内;个人收集整理勿做商业用途)注浆后,通过测压管用手摇注液泵将粘液注入钻孔内;)撤下手摇注液泵,在孔口安装三通及压力表.图注浆封孔测压封孔示意图瓦斯压力观测与确定.测压管理..必须设专人负责瓦斯压力地测定工作...在瓦斯压力测定过程中,应作好各种参数及施工情况地记录..观测主动测压法应每天观测一次,被动测压法应至少天观测一次.在观测中发现瓦斯压力值变化较大,则应增加观测次数.记录表地格式如表..瓦斯压力观测时间采用主动测压法时,当煤层地瓦斯压力小于时需~;当煤层地瓦斯压力大于时,则需~.个人收集整理勿做商业用途被动测压法时,则视煤层地瓦斯压力及透气性大小地不同,需以上..瓦斯压力地确定..将观测结果绘制在以时间()为横坐标,瓦斯压力()为纵坐标地坐标图上,当测压时间达到.地规定,如压力变化小于./,测压工作即可结束;否则,应延长测压时间.个人收集整理勿做商业用途..对于上向测压钻孔,在结束测压工作、撤卸表头时(撤表头时应制定相应地安全措施),应测量从钻孔中放出地水量,根据钻孔参数、封孔参数计算出钻孔水地静水压力,并从测定压力中扣除.个人收集整理勿做商业用途对水平及下向测压孔则以测定值作为瓦斯压力值...同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果.。
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
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法1范围本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求。
本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力(简称瓦斯压力测定)。
2引用标准下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
JJG52—71工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程国家技术监督局防治煤与瓦斯突出细则1995—05—01煤炭工业部气瓶安全监察规程1989—12—22劳动部3测定原理通过钻孔揭露煤层,安设测定仪表并密封钻孔,利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。
4方法分类4.1按测压方式分4.1.1主动测压法钻孔封完孔后,通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力的测压方法。
补偿气体可选用高压氮气(N2),高压二氧化碳气体(CO2)或其他惰性气体。
补偿气体的充气压力应略高于预计煤层瓦斯压力。
4.1.2被动测压法钻孔封完孔后,通过被测煤层瓦斯的自然渗透,达到瓦斯压力平衡而测定其瓦斯压力的测压方法。
4.2按封孔材料分4.2.1黄泥、水泥封孔测压法封孔材料为黄泥,水泥或黄泥水泥混合物,封孔方式为手工操作,主要适用于石门揭煤的瓦斯压力测定。
4.2.2胶囊—密封粘液封孔测压法封孔材料为胶囊、密封粘液,封孔方式为手工操作。
适用于松软岩层或煤巷瓦斯压力测定。
4.2.3注浆封孔测压法封孔材料为膨胀不收缩水泥浆加粘液,封孔方式为压气注浆器或泥浆泵注浆封孔。
适用于井下各种条件下的瓦斯压力测定,特别适用于近距离煤层群分煤层的瓦斯压力测定。
5设备材料、仪表及工具5.1钻孔设备:打钻孔用的钻机可根据实际情况选用,其能力必须应满足测压钻孔长度的要求,钻头直径选用φ650~90mm。
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法煤层瓦斯压力是煤矿安全生产中的重要参数之一,其直接测定方法主要包括钻孔法和动态瓦斯捕放法两种。
本文将介绍这两种方法的原理、操作步骤及其优劣势。
一、钻孔法1. 原理钻孔法是通过在井下钻取孔眼,直接测定孔眼处的瓦斯压力来推断煤层瓦斯压力的方法。
该方法适用于煤层瓦斯压力较强或非均一分布的情况。
2. 操作步骤(1)选取钻孔位置:应根据地质条件及煤层瓦斯分布情况,选择代表性的可靠钻孔位置。
(2)安装钻具:根据钻孔深度,确定合适的钻具,安装好钻头、钻杆和冲洗管等工具。
(3)钻孔取芯:在钻孔过程中,定期进行取芯,取得煤、岩样品,并记录取芯深度。
(4)安装瓦斯取样管:当钻孔达到预定深度时,安装瓦斯取样管,并在取样管内连接好瓦斯采集器。
(5)取瓦斯样品:打开瓦斯采集器,让其吸收孔眼处的瓦斯,等到稳定后,记录瓦斯压力值。
3. 优缺点钻孔法的优点是测量结果精确、数据可靠,缺点是采样周期比较长,操作较为复杂,且采样位置有限,可能无法准确了解煤层瓦斯分布情况。
二、动态瓦斯捕放法1. 原理动态瓦斯捕放法是通过在井下进行直接瓦斯流量测定,来推断煤层瓦斯压力的方法。
如果设定好了固定的捕放压力差和流量差,就可以直接测量瓦斯流量来得到煤层瓦斯压力。
该方法适用于煤层瓦斯压力较低及煤层瓦斯均匀分布的情况。
2. 操作步骤(1)选取测点:根据地质条件及煤层瓦斯分布情况,选取代表性的井下瓦斯测点。
(2)安装瓦斯流量计:在瓦斯测点上安装好流量计,并连接好与流量计相对应的调节阀门,将瓦斯流向流量计。
(3)调节流量:打开调节阀门,调节流量差至设定值,记录两侧的气压差。
(4)测量瓦斯流量:在设定的流量差下,测量瓦斯流量。
(5)记录实验数据:记录瓦斯流量、温度、压力差和测点深度。
3. 优缺点动态瓦斯捕放法的优点是操作简单、测量周期短,能够测量大范围内的瓦斯压力,具有较好的适应性和灵活性。
但是,其结果有一定误差,需要结合其它技术方法共同应用。
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法1. 引言1.1 概述本文旨在探讨煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法。
煤矿安全问题一直备受关注,其中一个重要的安全隐患就是瓦斯爆炸。
而准确测定井下煤层的瓦斯压力对矿工的生命和财产安全至关重要。
因此,本文将介绍一种可行且有效的直接测定方法,以帮助提高煤矿安全管理水平。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分:引言、煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法、方法的优缺点分析、应用实例与案例分析以及结论。
在引言部分,我们将首先概述该主题并明确文章目标。
然后我们会逐步介绍井下瓦斯压力测定方法方面的相关信息,并解释仪器设备及工具准备情况。
再者,我们将详细阐述实际应用中需进行的测量步骤和方法。
最后我们将对该方法进行优缺点的分析,评估其可行性和适用性。
1.3 目的本文的目的是介绍一种可靠且有效的煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定方法,并分析其优缺点。
通过对该方法的详尽描述与分析,我们旨在为煤矿安全管理人员提供参考和指导,帮助他们更好地了解测量煤层瓦斯压力的过程和工具,从而能够采取相应措施来预防潜在的安全风险和事故发生。
随着科技的不断发展,新技术层出不穷,在结论部分我们还将展望该方法未来的发展并提出建议。
希望通过这篇文章能够激发更多关于直接测定方法相关方面的讨论和进一步研究,以不断提高对井下瓦斯压力进行准确测定的能力,并为改善矿场安全做出更大贡献。
2. 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法2.1 瓦斯压力测定原理煤层瓦斯压力的直接测定方法是通过在煤矿井下进行现场实时监测来获取准确的瓦斯压力数据。
该方法根据物理学原理,利用特定的设备和工具进行测量。
首先,我们需要了解什么是瓦斯压力。
在煤矿井下,由于深埋地下以及岩层和周围环境的影响,煤层中会积聚一定数量的天然气(主要是甲烷),形成了一定的气体压力。
这个气体压力即为瓦斯压力。
测定瓦斯压力的原理是基于波动方程,通过将一个封闭容器引入到探测点,并且记录其内部气体状态变化来推断出压力水平。
瓦斯压力测定标准
瓦斯压力测定标准 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】[1]AQ 1047-2007—2007 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法[S].煤层的瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一,它对于确定煤层瓦斯含量,进行矿井瓦斯涌出治理,瓦斯抽放以及煤与瓦斯突出的防治等工作均具有十分重要的意义。
在治理矿井瓦斯的长期实践中,已探索出了许多井下煤层瓦斯压力的直接测定方法,在这些测定方法中,多数准确度高、易操作,但也有不少的测定方法其准确度低、可靠性差。
因此,有必要对煤层瓦斯压力的测定方法进行规范,并在此基础上制定煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定的行业标准。
本标准的制定以测定方法的可靠性为主,兼顾其可操作性及已使用的程度,同时考虑瓦斯压力测定的最新科研成果。
本标准遵循煤炭工业部颁布的《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出细则》等文件的有关规定。
本标准由煤炭工业部科技教育司提出。
本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口。
本标准起草单位:煤炭科学研究总院重庆分院。
本标准主要起草人:许英威、杜子健。
本标准委托煤矿安全标准化技术委员会煤矿瓦斯防治及设备分会负责解释。
1 范围本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求。
本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力(简称瓦斯压力测定)。
2 引用标准下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
JJG 52—71 工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程国家技术监督局防治煤与瓦斯突出细则 1995—05—01 煤炭工业部气瓶安全监察规程 1989—12—22 劳动部3 测定原理通过钻孔揭露煤层,安设测定仪表并密封钻孔,利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。
煤层瓦斯含量井下直接测定方法
2.1 基本原理
常压吸附量(残存瓦斯含量)
2.1 基本原理
技术关键
模型
煤层
煤样损失
瓦斯 含量
瓦斯量
准确
装备
测定
2.1 基本原理
解吸 规律
巴雷尔式:
Qt ? K t
文特式: 王佑安式:
Vt
?
V1 1 ? kt
t 1? kt
Qt
?
ABt 1 ? Bt
乌斯基诺夫式 :
(1 ? t)1?n ? 1 v0 1 ? n
1.2 术语及定义
?残存瓦斯量
?在常压状态下,煤样解吸后残留在煤样中的瓦 斯量
?损失瓦斯量
?煤样从暴露到开始测定解吸量期间所遗失的瓦 斯量
?粉碎前脱气量
?在负压状态下,煤样在粉碎前所解吸的瓦斯量
1.2 术语及定义
?粉碎后脱气量
?在负压状态下,煤样在球磨机中粉碎到80%以 上的煤样粒度小于0.25mm时所解吸的瓦斯量
煤层瓦斯含量井下直接测定方法
2012.2.15
主要内容
? 概述
1.
? 瓦斯含量直接测定原理及方法
2.
? DGC仪器的组成及操作
3.
1.概述
?1.1 规范性引用文件 ?1.2 术语及定义
1.1 规范性引用文件
? GB/T 23250-2009 煤层瓦斯含量井下直接测定方法 ? GB/T 212-2008 煤的工业分析方法 ? GB 474-2008 煤样的制备方法 ? GB/T 3715-2007 煤质及煤分析有关术语 ? GB/T 13610-2003 天然气的组成分析-气相色谱法 ? GB/T 15663.8-2008 煤矿科技术语-第8部分:煤矿安全 ? AQ 1026-2006 煤矿瓦斯抽采基本指标 ? MT/T 752-1997 煤的甲烷吸附量测定方法(高压容量法)
煤层瓦斯压力、含量测定
2020/8/27
3
注浆封孔示意图 1—测压室;2—侧压管; 3—挡板;4—检查管; 5—注浆管;6—粘土; 7—水泥砂浆;8—压力表
2020/8/27
4
测压实例
测压孔表压上升曲线
坪湖矿-600东大巷东副巷,2002年6月28日至7月17 日实测瓦斯压力为4.6MPa。
2020/8/27
5
3.8MPa
2020/8/27
2
煤层瓦斯压力测定
❖ 按煤炭部颁发的行业标准MT/T638-1996《煤矿井 下煤层瓦斯压力的直接测定方法》进行。
✓ 选点、钻孔。 ✓ 装测压管,封孔。 ✓ 装压力表,观测。
井下直接测定煤层瓦斯压力,是一项比较繁重 的工作,测定地点局限性较大(钻孔要避开断层 和裂隙带,岩柱厚度不得小于5m)。
青山煤矿西4110二层测压地点及观测曲线
2020/8/27
6
煤层瓦斯压力分布的一般规律
✓ 煤层瓦斯压力的大小取决于煤生成后煤层瓦斯的 排放条件。与覆盖层厚度、透气性能、地质构造 条件众多因素密切有关。绝大多数煤层的瓦斯压 力小于或等于同水平静水压力(P=0.01H)。
✓ 我国大多数煤层的瓦斯压力随深度增加呈线性增 加,与煤的生成年代、变质程度无关。
2020/8/27
11
煤层瓦斯含量直接测定技术 ——测定步骤
1、采样、煤样瓦斯解吸速度的测定
向煤层施工取芯钻孔,将煤芯(300~400g) 从煤层深部取出,及时放入煤样罐中密封。在采 样过程中,标定取煤芯和煤样在空气中的暴露时 间;
然后测量煤样罐中煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量, 并以此来计算瓦斯损失量Q1;
2020/8/27
12
煤层瓦斯含量直接测定技术 ——测定步骤
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。
井下煤层瓦斯压力直接测定技术标准(探究)
井下煤层瓦斯压力直接测定技术标准(探究)1 范围本标准基于自身公司经历及行业有关标准总结归纳,标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、方法、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等技术工艺的要求。
2规范性引用文件下列文件对本文件的应用时必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
AQ/T 1047-2007 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法防治煤与瓦斯突出规定煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法3 技术要求测定井下煤层瓦斯压力应符合《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T 1047-2007)的有关方法和技术要求。
4 测定钻孔封孔4.1 钻孔施工完后应在24h内完成封孔工作,在完成封孔工作24h后进行测定工作。
4.2 钻孔封孔必须采用注浆封孔法进行封孔,岩层钻孔封孔段长度不低于12m,煤层钻孔封孔段应避开卸压段,且封孔深度不小于50m,封孔段长度不小于12m,气密室长度均不小于1.5m。
5 其他要求5.1 矿井应指定专人负责瓦斯压力的测定工作,并将每次测定结果记录于瓦斯压力测定原始记录表上。
5.2 在瓦斯压力测定过程中,应作好各种参数及施工情况的记录,记录表格可参见附录A。
5.3 在测压钻孔封孔结束后,应在钻孔施工地点周围设警示标志。
5.4 同一地点以测定的最高瓦斯压力作为测定结果。
5.5 每施工一个测压钻孔应由测定人员、钻孔施工和封孔负责人对施工过程进行监督,确保钻孔施工质量,施工完毕后由三方共同在测压钻孔竣工参数记录表签字确认。
5.6 最终测定结果报告应附瓦斯压力测定原始记录表由测定人员签字后报通风科长和总工程师审查并建档永久保存。
附录 A(规范性附录)煤矿瓦斯压力测定原始记录表编号:共页校核人:日期:附录 B(规范性附录)测压钻孔竣工参数及封孔参数记录表。
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法1 范围本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求。
本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力(简称瓦斯压力测定)。
2 引用标准下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
JJG 52—71 工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程国家技术监督局防治煤与瓦斯突出细则1995—05—01 煤炭工业部气瓶安全监察规程1989—12—22 劳动部3 测定原理通过钻孔揭露煤层,安设测定仪表并密封钻孔,利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。
4 方法分类4.1 按测压方式分4.1.1 主动测压法钻孔封完孔后,通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力的测压方法。
补偿气体可选用高压氮气(N2),高压二氧化碳气体(CO2)或其他惰性气体。
补偿气体的充气压力应略高于预计煤层瓦斯压力。
4.1.2 被动测压法钻孔封完孔后,通过被测煤层瓦斯的自然渗透,达到瓦斯压力平衡而测定其瓦斯压力的测压方法。
4.2 按封孔材料分4.2.1 黄泥、水泥封孔测压法封孔材料为黄泥,水泥或黄泥水泥混合物,封孔方式为手工操作,主要适用于石门揭煤的瓦斯压力测定。
4.2.2 胶囊—密封粘液封孔测压法封孔材料为胶囊、密封粘液,封孔方式为手工操作。
适用于松软岩层或煤巷瓦斯压力测定。
4.2.3 注浆封孔测压法封孔材料为膨胀不收缩水泥浆加粘液,封孔方式为压气注浆器或泥浆泵注浆封孔。
适用于井下各种条件下的瓦斯压力测定,特别适用于近距离煤层群分煤层的瓦斯压力测定。
5 设备材料、仪表及工具5.1 钻孔设备:打钻孔用的钻机可根据实际情况选用,其能力必须应满足测压钻孔长度的要求,钻头直径选用φ650~90mm。
瓦斯压力测定标准
瓦斯压力测定标准文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-[1]AQ 1047-2007—2007 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法[S].煤层的瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一,它对于确定煤层瓦斯含量,进行矿井瓦斯涌出治理,瓦斯抽放以及煤与瓦斯突出的防治等工作均具有十分重要的意义。
在治理矿井瓦斯的长期实践中,已探索出了许多井下煤层瓦斯压力的直接测定方法,在这些测定方法中,多数准确度高、易操作,但也有不少的测定方法其准确度低、可靠性差。
因此,有必要对煤层瓦斯压力的测定方法进行规范,并在此基础上制定煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定的行业标准。
本标准的制定以测定方法的可靠性为主,兼顾其可操作性及已使用的程度,同时考虑瓦斯压力测定的最新科研成果。
本标准遵循煤炭工业部颁布的《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出细则》等文件的有关规定。
本标准由煤炭工业部科技教育司提出。
本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口。
本标准起草单位:煤炭科学研究总院重庆分院。
本标准主要起草人:许英威、杜子健。
本标准委托煤矿安全标准化技术委员会煤矿瓦斯防治及设备分会负责解释。
1 范围本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求。
本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力(简称瓦斯压力测定)。
2 引用标准下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
JJG 52—71 工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程国家技术监督局防治煤与瓦斯突出细则 1995—05—01 煤炭工业部气瓶安全监察规程 1989—12—22 劳动部3 测定原理通过钻孔揭露煤层,安设测定仪表并密封钻孔,利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。
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煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法1 范围本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求。
本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力(简称瓦斯压力测定)。
2 引用标准下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
JJG 52—71 工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程国家技术监督局防治煤与瓦斯突出细则1995—05—01 煤炭工业部气瓶安全监察规程1989—12—22 劳动部3 测定原理通过钻孔揭露煤层,安设测定仪表并密封钻孔,利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。
4 方法分类4.1 按测压方式分4.1.1 主动测压法钻孔封完孔后,通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力的测压方法。
补偿气体可选用高压氮气(N2),高压二氧化碳气体(CO2)或其他惰性气体。
补偿气体的充气压力应略高于预计煤层瓦斯压力。
4.1.2 被动测压法钻孔封完孔后,通过被测煤层瓦斯的自然渗透,达到瓦斯压力平衡而测定其瓦斯压力的测压方法。
4.2 按封孔材料分4.2.1 黄泥、水泥封孔测压法封孔材料为黄泥,水泥或黄泥水泥混合物,封孔方式为手工操作,主要适用于石门揭煤的瓦斯压力测定。
4.2.2 胶囊—密封粘液封孔测压法封孔材料为胶囊、密封粘液,封孔方式为手工操作。
适用于松软岩层或煤巷瓦斯压力测定。
4.2.3 注浆封孔测压法封孔材料为膨胀不收缩水泥浆加粘液,封孔方式为压气注浆器或泥浆泵注浆封孔。
适用于井下各种条件下的瓦斯压力测定,特别适用于近距离煤层群分煤层的瓦斯压力测定。
5 设备材料、仪表及工具5.1 钻孔设备:打钻孔用的钻机可根据实际情况选用,其能力必须应满足测压钻孔长度的要求,钻头直径选用φ650~90mm。
5.2 材料:木楔,压力表联接头,密封垫,密封带以及真空密封膏。
5.3 仪表:压力表量程为预计煤层瓦斯压力的1.5倍,准确度优于1.5级,必须符合JJG 52的规定。
5.4 工具:管钳,扳手,剪刀,皮尺,水桶,螺丝刀,手工封孔送料管。
5.5 用黄泥、水泥封孔测压法时,还需:黄泥将质地致密可塑性好的粘土制成两端头呈球状,通过阴干,烤或晒,使其外皮半干,里面湿软;水泥不低于425#;黄泥水泥混合物由黄泥和水泥按适当比例混合;速凝水泥凝结时间≤20min;管材φ6×1 mm紫铜管,φ6mm尼龙管,φ3mm铁管,以及相应联接头;其他木塞,挡板,铁丝,肥皂。
5.6 用胶囊—密封粘液封孔测压法时,还需:密封粘液;密封粘液罐和压力水罐用于预计的煤层瓦斯压力小于5 MPa 时的封孔,液压和水压由液态CO2提供;封孔器组件进液管、进水管、测压管、胶囊及测定仪表。
5.7 用注浆封孔测压法时,还需:手摇注液泵;压气注浆器用于测压钻孔长度小于20m时的封孔注浆,其容量应大于封20m钻孔所需的水泥浆容量,动力为井下压缩空气;泥浆泵宜用柱塞泥浆泵,其流量为20~50L/min,压力为3~4MPa;密封粘液密封粘液由骨料、填料和粘液混合而成。
密封粘液(封堵间隙为不大于4 mm)的配方为:化学浆糊粉(淀粉+防腐剂)与水的比例(质量比)1:16制成粘液,骨料与粘液的比例(体积比)为1:8,填料与粘液的比例(体积比)为1:16。
其中骨料由粒度为0.5~1.0,1.0~2.5,2.5~5.0mm的炉渣按体积比1:2:3混合而成;填料由0.25~0.5,0.5~1,1.0~2.5 mm的锯末按体积比1:1:1均匀混合而成;膨胀不收缩水泥浆由膨胀不收缩水泥与水(井下清洁水)按一定比例制成;测压管、注浆管(φ13 mm铁管)及附件。
5.8 用主动测压法时,还需:高压储气罐必须符合劳动部《气瓶安全监察规程》的要求;充气联接装置必须联接方便、可靠;补偿气体高压N2,高压CO2气体或其他惰性气体。
6 瓦斯压力测定工艺6.1 测定地点的选择6.1.1 同一地点应打两个测压钻孔,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20m。
石门揭煤瓦斯压力测定按《防治煤与瓦斯突出细则》(简称《细则》)的有关规定进行。
6.1.2 除在煤巷中测定本煤层瓦斯压力外,测定地点应选择在石门或岩巷中。
6.1.3 钻孔应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围。
6.1.4 测定煤层原始瓦斯压力的见煤点应避开地质构造裂隙带、巷道、采动及抽放等的影响范围。
6.1.5 选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度。
6.1.6 瓦斯压力测定地点宜选择在进风系统,行人少且便于安设保护栅栏的地方。
6.2 测定方法的选择6.2.1 测压处岩石坚硬、少裂隙,可采用黄泥、水泥封孔测压法。
6,2.2 在松软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时:钻孔长度≤15m时应采用胶囊—密封粘液封孔测压法;钻孔长度>15m时应采用注浆封孔测压法。
6.2.3 竖井揭煤可采用注浆封孔测压法。
石门揭煤的测压,按《细则》的有关规定进行。
6.2.4 测定邻近煤层的瓦斯压力或煤层群分层测压应采用注浆封孔测压法。
6.2.5 测压时间充足时,宜采用被动测压法。
测压时间较短时,应采用主动测压法。
6.3 钻孔施工6.3.1 钻孔的开孔位置应选在岩石(煤壁)完整的位置。
6.3.2 钻孔施工应保证钻孔平直、孔形完整,穿层测压钻孔宜穿煤层全厚。
6.3.3 钻孔施工好后,应立即清洗钻孔,保证钻孔畅通。
6.3.4 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。
6.4 封孔6.4.1 钻孔施工完后应在24h内完成封孔工作。
6.4.2 准备工作:6.4.2.1 按选用的封孔方法准备好封孔材料、仪表、工具等。
6.4.2.2 检查测压管是否通畅及其与压力表联接的气密性。
6,4.2.3 钻孔为下向孔时应将钻孔水排除。
6.4.3 封孔深度:6.4.3.1 封孔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:a)黄泥、水泥封孔测压法的封孔深度应不小于5m;b)胶囊—密封粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应不小于10m;c)注浆封孔测压法的封孔深度不小于12m,煤层群分层测压时则应封堵至被测煤层在钻孔侧的顶板或底板;d)应尽可能加长测压钻孔的封孔深度。
6.4.3.2 本煤层测压孔封孔应保证其测压气室长不小于1.5m,穿层测压孔的封孔不宜超过被测煤层在钻孔侧的顶板或底板。
6.4.4 黄泥、水泥封孔测压法封孔步骤:a)如图1所示,将挡板固定在测压管的端头,然后送至预定的封孔深度;b)用送料管将封孔材料送至挡板处,轻轻捣实将测压管固定住,然后将黄泥或水泥团逐步送入孔中,并用送料管将其捣实,一直到孔口。
在封孔的过程中,每隔1 m左右打入一个木塞;c)在距孔口0.5m处用速凝水泥封孔,孔口用木楔固定;d)封孔24h后,安装压力表。
6.4.5 胶囊—密封粘液封孔测压法封孔步骤:a)如图2所示,在测压地点先将封孔器组装好,将其放入预计的封孔深度,在钻孔孔口安装好阻退楔,联接好封孔器与密封粘液罐、压力水罐,装上各种控制阀,安装好压力表;b)启动压力水罐开关向胶囊充压力水,待胶囊膨胀封住钻孔后开启密封粘液罐往钻孔的密封段注入密封粘液,密封粘液的压力应略高于煤层预计的瓦斯压力。
1—三通;2—压力表;3—密封粘液罐;4—阻退楔;5—输液管;6—胶囊1;7—密封粘液;8—胶囊2;9—压力水罐;10—钻孔图2 胶囊—密封粘液封孔测压示意图6.4.6 注浆封孔测压法封孔步骤:钻孔直径为φ65~75 mm,钻孔长度为15~70m。
封孔步骤为:a)如图3所示,将测压管安装至预定的封孔深度,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,按一定比例配好封孔水泥浆,用压气注浆器或泥浆泵一次连续将封孔水泥浆注入钻孔内;c)注浆48h后,通过测压管用手摇注液泵将粘液注入钻孔内;d)撤下手摇注液泵,在孔口安装三通及压力表。
图3 注浆封孔测压封孔示意图7 瓦斯压力观测与确定7.1 测压管理7.1.1 必须设专人负责瓦斯压力的测定工作。
7.1.2 在瓦斯压力测定过程中,应作好各种参数及施工情况的记录。
7.2 观测主动测压法应每天观测一次,被动测压法应至少3天观测一次。
在观测中发现瓦斯压力值变化较大,则应增加观测次数。
记录表的格式如表1。
7.3 瓦斯压力观测时间采用主动测压法时,当煤层的瓦斯压力小于4 MPa时需5~10d;当煤层的瓦斯压力大于4 MPa时,则需20~40d。
被动测压法时,则视煤层的瓦斯压力及透气性大小的不同,需30d以上。
7.4 瓦斯压力的确定7.4.1 将观测结果绘制在以时间(d)为横坐标,瓦斯压力(MPa)为纵坐标的坐标图上,当测压时间达到7.3的规定,如压力变化小于0.005MPa/d,测压工作即可结束;否则,应延长测压时间。
7.4.2 对于上向测压钻孔,在结束测压工作、撤卸表头时(撤表头时应制定相应的安全措施),应测量从钻孔中放出的水量,根据钻孔参数、封孔参数计算出钻孔水的静水压力,并从测定压力中扣除。
对水平及下向测压孔则以测定值作为瓦斯压力值。
7.4.3 同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果。