煤层瓦斯压力、含量测定

H（m）
英岗岭矿区 萍乡青山巨源
新华八景矿区 乐平涌山桥矿区
丰城河西矿区
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煤层瓦斯含量测定
❖ 定义： 煤层瓦斯含量是指煤层在自然条件 下，单位重量所含有的瓦斯量，其单位为m3 ／t。它是游离瓦斯和吸附瓦斯的总和。
❖ 测定方法：根据应用范围，分为地质勘探 钻孔中采样测定方法和井下采样测定方法 两大类；根据方法本身的特点,又可分为直 接方法和间接方法。
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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；
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图3 气体损 失量计算图
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煤层瓦斯含量直接测定技术 —测定步骤
2、煤样残存气体含量测定及气体成份分析
将煤样罐中的部分煤样装入密封的粉碎系统加以 粉碎，测量在粉碎过程及粉碎后一段时间所解吸 出的瓦斯量（常压下），并以此计算粉碎瓦斯解 吸量Q3。
➢ 煤样粉碎后加热脱气（95-100 ℃ ） ➢ 气体体积的量取
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煤层瓦斯含量直接测定技术 —测定步骤
再根据试验可测定煤层残余瓦斯含量，最 终求出煤层瓦斯含量。
3、煤样称重及工业分析。
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图4 真空脱气装置
1—超级恒温器；2—密封罐；3—穿刺针头；4—滤尘管；5—集水瓶；6—冷却管；7—水银U形管； 8—隔水瓶；9—吸水管；10—排水瓶；11—吸气瓶；12—真空瓶；13—大量管；14—小量管； 15—取气支管；16—螺旋夹；17～21—单向活塞；22～26—T形三通活塞；27—28—120°三通 活塞；29—水准瓶；30—干燥塔；31—分隔球；32—真空泵
煤层瓦斯参数测定
——瓦斯压力、瓦斯含量测定
江西省煤炭科研所 彭呈喜
煤层瓦斯压力
❖ 煤层瓦斯压力 是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气 体作用于孔隙壁的压力。煤层瓦斯压力是决定 煤层瓦斯含量的一个重要因素，当煤的吸附瓦 斯能力相同时，煤层瓦斯压力越高，煤中所含 瓦斯量也就越大。
测定方法：分为直接方法和间接方法。
1—罐盖； 2—密封皮垫圈； 3—密封垫； 4—压垫； 5—压紧螺丝
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图2 煤层气解吸 速度测定装置
1—量管；2—水槽； 3—螺旋夹；4—吸气 球；5—温度计；6— 弹簧夹；7—排水管； 8—弹簧夹；9—排气 管；10—穿刺针头； 11—密封罐；12—取
气导管
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2020/8Βιβλιοθήκη Baidu27
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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
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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。
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3.8MPa
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间接法测定煤层瓦斯含量
➢先测煤层瓦斯压力，并在试验室测定煤的孔 隙率、吸附等温线和煤的工业分析结果，然 后再计算煤层瓦斯含量。该法的优点是采样 简单，如果已知煤层各个不同区域的瓦斯压 力，则可根据吸附等温线推算各个不同区域 的煤层瓦斯含量。缺点是要在井下实测煤层 瓦斯压力。
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青山煤矿西4110二层测压地点及观测曲线
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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。
✓ 在煤层赋存条件和地质构造条件变化不大时，同 一深度各煤层或同一煤层在同一深度的各个地点， 煤层瓦斯压力是相近的。
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P(MPa)
江西省部分矿区煤层瓦斯压力P随地表垂深H的变化
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
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煤层瓦斯含量计算方法（间接法）
根据测得的煤层瓦斯压力、吸附常数、煤的工业分析、孔隙率等数据， 可按下式计算煤层瓦斯含量：
W
abP·100 Ad
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图5 球磨罐
1—罐盖；2— 密封垫；3—压 垫；4—压紧螺 丝
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煤层瓦斯含量直接测定技术 ——测定步骤
利用这种方法能够实现大面积大量测定煤 层瓦斯含量资料，了解各区域的煤层瓦斯 含量分布状态，以此为基础便可有效预测 瓦斯灾害易发区。
目前试验取样钻孔深度达到50m，随着进 一步改进和扩大试验，能够满足煤矿生产 的实际需要。
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煤层瓦斯含量直接测定技术 ——井下采样测定
瓦斯含量（Q）是指单位质量的煤在30℃ 和一个大气压条件下所含有的瓦斯量，它 由可解吸瓦斯含量（Qm）和残存瓦斯含量 组成，单位为m3/t，其表达基准为原煤基。
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煤层瓦斯含量直接测定技术 ——井下采样测定
Qm＝Q1＋Q2＋Q3 Q1 ——瓦斯损失量； Q2 ——煤样瓦斯解吸量； Q3 ——煤样粉碎后的瓦斯解吸量。
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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）。
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煤层瓦斯含量直接测定技术 ——测定步骤
把煤样罐送实验室测量煤样罐中释放的瓦斯量。 ➢ 煤样粉碎前常温脱气 ➢ 煤样粉碎前加热脱气（95-100 ℃ ） ➢ 气体体积的量取 计算煤芯瓦斯解吸量Q2。
Q2=井下测量的瓦斯解吸量 +煤样粉碎前脱气的瓦斯量
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图1 密封罐