測(cè)定瓦斯壓力測(cè)定技術(shù)方案VIP

1、 鞏義鐵生溝煤業(yè)有限責(zé)任公司15采區(qū)二1煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定技術(shù)方案編制單位：河南理工大學(xué)編 制 人：楊韶昆2013年09月28日技 術(shù) 方 案 會(huì) 審 表文件名稱鞏義鐵生溝煤業(yè)有限責(zé)任公司15采區(qū)二1煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定技術(shù)方案呈報(bào)單位鞏義鐵生溝煤業(yè)有限責(zé)任公司編制人負(fù)責(zé)人會(huì)審時(shí)間會(huì)審地點(diǎn)主持人會(huì)審意見部門會(huì)簽通防科河南理工大學(xué)技術(shù)科通風(fēng)副總工程師地測(cè)科鉆機(jī)隊(duì)機(jī)運(yùn)科總工程師批示煤層瓦斯基本參數(shù)是煤層瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算、瓦斯涌出量預(yù)測(cè)、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、瓦斯抽放評(píng)價(jià)和煤礦瓦斯災(zāi)害綜合治理的基礎(chǔ)性參數(shù)。鞏義鐵生溝煤業(yè)有限公司是一年產(chǎn)量120萬噸的生產(chǎn)礦井。根據(jù)河南省煤炭工業(yè)局“豫煤安200625

2、1號(hào)”文件（2006年4月）批復(fù)，鐵生溝煤礦瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為高瓦斯礦井。礦井15采區(qū)為新開接替采區(qū)，目前，15采區(qū)三條巖石下山巷道已掘進(jìn)完成，為了采區(qū)安全生產(chǎn)，早期掌握該區(qū)瓦斯賦存情況，在揭煤前必須進(jìn)行煤層瓦斯含量、壓力及煤層透氣性系數(shù)等基本參數(shù)的測(cè)定工作。以期指導(dǎo)礦井安全生產(chǎn)工作，對(duì)采區(qū)揭煤和瓦斯抽放設(shè)計(jì)提供依據(jù)。為提高瓦斯基本參數(shù)準(zhǔn)確和精度，確保各項(xiàng)測(cè)定工作的順利進(jìn)行，特編制本方案。一、取樣鉆孔兼測(cè)壓孔布置按照煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T638-1996中有關(guān)測(cè)壓鉆孔的要求，在具體選擇測(cè)壓孔位置時(shí)，應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、采動(dòng)等影響范圍，測(cè)壓孔見煤點(diǎn)與地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、采動(dòng)影響范圍至少要大于40m；

3、同一地點(diǎn)設(shè)2個(gè)測(cè)壓孔時(shí)，兩個(gè)測(cè)壓孔的見煤點(diǎn)的距離應(yīng)大于20m。根據(jù)以上要求并結(jié)合現(xiàn)有的巷道條件，本次測(cè)定取樣工作安排在15采區(qū)上、下車場(chǎng)內(nèi)，同一測(cè)點(diǎn)分別設(shè)置2個(gè)鉆孔，下山聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)設(shè)置2個(gè)鉆孔。本次測(cè)定工作計(jì)劃共布置6個(gè)取樣鉆孔，其中上下車場(chǎng)和中部聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)各設(shè)置1個(gè)測(cè)壓孔。開孔位置布置在距巷道底板高度1.6m處，開孔仰角在35°45°，與巷道走向夾角為90°。每個(gè)測(cè)點(diǎn)兩測(cè)點(diǎn)相距20米以遠(yuǎn)。由于采區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較大，為保證取樣成功，決定在每個(gè)鉆孔中根據(jù)不同深度分別取2個(gè)煤樣。取樣位置在見煤1.5m和進(jìn)入煤層3m處。鉆孔開孔平面位置圖如圖1、鉆孔剖面圖見圖2所示。鉆孔

4、布置參數(shù)見表1。表1 鉆孔布置參數(shù)表煤層厚度（m）水平仰角(°)與巷道走向夾角(°)鉆孔見煤長(zhǎng)度（m）鉆孔長(zhǎng)度(m)538908.7515.75圖1 鉆孔開孔平面位置圖圖2 鉆孔布置剖面圖以上6個(gè)鉆孔見煤后，利用取芯鉆，根據(jù)要求采取煤樣，然后將煤樣立即裝入特制的煤樣罐中進(jìn)行密封，并利用瓦斯解吸儀在現(xiàn)場(chǎng)解吸測(cè)定瓦斯解吸量；然后密閉后送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行殘余瓦斯含量的測(cè)定等瓦斯基本參數(shù)和工業(yè)分析。具體參數(shù)測(cè)定有：煤體的破壞類型、瓦斯壓力、瓦斯含量、吸附常數(shù)、瓦斯放散初速度、煤體堅(jiān)固性系數(shù)等瓦斯基本參數(shù)。二、瓦斯基本參數(shù)測(cè)定方法 為了安全生產(chǎn)，需要在采區(qū)石門揭煤以前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)瓦斯壓力測(cè)壓

5、和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行煤的瓦斯基本參數(shù)測(cè)定，并結(jié)合煤層的賦存的實(shí)際情況，綜合分析煤的瓦斯突出危險(xiǎn)性，為下一步采區(qū)揭煤措施提供科學(xué)依據(jù)。1、煤的堅(jiān)固性系數(shù)（f）測(cè)定煤的堅(jiān)固性系數(shù)（f）是一個(gè)相對(duì)指標(biāo)，反映煤的力學(xué)性質(zhì)，建立在脆性材料破碎遵循面積力能說的基礎(chǔ)上。一般地，當(dāng)f0.5時(shí)有突出危險(xiǎn)；f1.2時(shí)，無突出危險(xiǎn)防治煤與瓦斯突出規(guī)定。測(cè)定煤的堅(jiān)固性系數(shù)（f）采用落錘法測(cè)定，測(cè)定器具為搗碎筒和計(jì)量筒，測(cè)定步驟如下：（1）儀器設(shè)備搗臼，計(jì)量筒，分樣篩(孔徑0.5mm、lmm、3mm、20mm、30mm各一個(gè))，天平(量程1000g，感量0.5g)，漏斗，容器和小錘(2.4kg)。（2）測(cè)定步驟：在煤層厚度的上

6、、下部各采集直徑為100mm煤兩塊，重量約1.52.0kg，用塑料袋密封,作好標(biāo)記送實(shí)驗(yàn)室。將井下煤樣用手工破碎成2030mm粒度的煤樣，分成50g一份，每5份為一組（250g），共需3組（750g）。將每份煤樣放入搗碎筒內(nèi)后，把2.4kg的重錘提高到600mm高度并使之自由落體，每份煤樣落錘沖擊3次。每組煤樣搗碎后，經(jīng)過篩分，把粒度為0.5mm以下的粉煤倒入計(jì)量筒內(nèi)，輕輕敲打使之密實(shí)，插入具有刻度的活塞尺，量出粉煤高度L。按下式計(jì)算每組煤的堅(jiān)固性系數(shù)f值：f=20n/L式中，f為煤的堅(jiān)固性系數(shù)，n為每次試樣的沖擊次數(shù)，L為試樣的篩下粉煤計(jì)量高度，mm。（6）3組煤所測(cè)f值的算術(shù)平均值即為測(cè)定

7、地點(diǎn)煤樣的堅(jiān)固性系數(shù)。2、煤的瓦斯放散初速度（P）測(cè)定它是表示瓦斯從煤體內(nèi)放散出來快慢的相對(duì)指標(biāo)，能反映煤的孔隙結(jié)構(gòu)和微觀破壞程度。一般情況下，P10時(shí)有突出危險(xiǎn)，P10時(shí)無突出危險(xiǎn)。瓦斯放散初速度測(cè)定需要用專用的P測(cè)定儀在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，主要測(cè)定步驟為：(1)在新暴露煤壁面采取煤樣250g，并注明采樣地點(diǎn)、層位、采樣時(shí)間等。(2)將所采煤樣進(jìn)行粉碎，篩分出粒度為0.20.5mm的煤樣，每一個(gè)煤樣取2個(gè)試樣，每個(gè)試樣重3.5g。(3)把2個(gè)試樣用漏斗分別裝入P測(cè)定儀的2個(gè)試樣瓶中；(4)啟動(dòng)真空泵對(duì)試樣脫氣1.5h；(5)脫氣1.5h后關(guān)閉真空泵，將甲烷瓶與試樣瓶連接，充氣（充氣壓力0.1MPa）

8、使煤樣吸附瓦斯1.5h；(6)關(guān)閉試樣瓶和甲烷瓶閥門，使試樣瓶和甲烷瓶隔離；(7)開動(dòng)真空泵對(duì)儀器管道死空間進(jìn)行脫氣，使U型管泵真空計(jì)兩端泵面相平；(8)停止真空泵，關(guān)閉儀器死空間通往真空泵的閥門，打開試樣瓶的閥門，使煤樣與儀器被抽空的死空間相連并同時(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，10s時(shí)關(guān)閉閥門，讀出汞柱計(jì)兩端汞柱差P1(mm)，45s時(shí)再打開閥門，60s時(shí)關(guān)閉閥門，再一次讀出汞柱計(jì)兩端汞柱差P2(mm)。(9)瓦斯放散初速度P=P2-P1，同一煤樣的兩個(gè)試樣測(cè)出的P值之差不應(yīng)大于1，否則需要重新測(cè)定。3、煤層工業(yè)分析煤的工業(yè)分析主要是在化驗(yàn)室進(jìn)行，測(cè)定內(nèi)容主要包括水分、灰分、揮發(fā)分和一些物理性質(zhì)指標(biāo)（真相

9、對(duì)密度、視密度）等。煤的工業(yè)分析是為了了解和研究煤性質(zhì)最基本，也是最主要的指標(biāo)。4、吸附常數(shù)a和b值的測(cè)定a、b值測(cè)定采用高壓容量法來測(cè)定煤層瓦斯吸附常數(shù)a和b值。將預(yù)先加工好的(0.20.55mm)的煤樣放在吸附容器中，在真空加熱的情況下脫氣，測(cè)定其中的死空間，然后在一定溫度(30)下往容器中注入一定體積的甲烷(99.9%)，在容器中形成相應(yīng)壓力，部分甲烷被吸附，最終建立一個(gè)吸附平衡狀態(tài)，再測(cè)定該氣體的壓力和體積。根據(jù)氣體的起始體積和最終體積的差值即可算出在給定氣體壓力下被吸附的瓦斯體積。再向容器內(nèi)注入較高壓力(57MPa)的甲烷(99.9%)，在30的條件下等待達(dá)到吸附平衡后，測(cè)定其平衡壓

10、力。然后，放出一部分甲烷，測(cè)定出甲烷的體積，并建立新的平衡壓力。根據(jù)放氣前后的平衡壓力及放氣體積，即可算出給定壓差下試樣中解吸的甲烷體積。最后根據(jù)不同的壓力瓦斯吸附量用回歸分析法計(jì)算出煤的瓦斯吸附常數(shù)a和b的值。5、煤層瓦斯含量測(cè)定本次測(cè)定煤層瓦斯含量測(cè)定將根據(jù)煤層瓦斯含量井下直接測(cè)定方法（GBT 23250-2009）要求，采用井下解吸法直接測(cè)定瓦斯含量來進(jìn)行測(cè)定。（1）測(cè)定原理該方法是首先在現(xiàn)場(chǎng)利用鉆孔取樣裝罐，記錄煤樣脫離煤體到裝罐時(shí)間，然后現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定煤樣的解吸瓦斯量；其次，根據(jù)其解吸規(guī)律及煤樣脫離煤體至裝罐解吸測(cè)定前暴露于空氣之中的時(shí)間推算在此時(shí)間內(nèi)損失的瓦斯量；最后將經(jīng)過解吸測(cè)定的裝罐

11、煤樣密閉后送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行粉碎、真空脫氣，氣體組分分析等煤樣的殘存瓦斯含量（即粉碎前脫氣量，粉碎后脫氣量）。將解吸瓦斯量、損失的瓦斯量和殘存瓦斯量這三部分相加后即為煤層原始瓦斯含量。該方法測(cè)定的煤層瓦斯含量是煤樣在各階段泄出的瓦斯總體積重量與損失瓦斯量之和同煤樣重量的比值。此方法不僅可以測(cè)定原始瓦斯含量，還可測(cè)定殘余瓦斯含量。 （2）操作說明鉆孔鉆進(jìn)在預(yù)計(jì)見煤前，應(yīng)立即通知采樣人員到達(dá)采樣現(xiàn)場(chǎng)，做好采樣前的準(zhǔn)備工作；并詳細(xì)記錄見煤時(shí)鉆孔實(shí)際深度。用直徑89mm鉆頭鉆進(jìn)見煤后，立即換用取芯管采取煤芯，取芯管外徑為73mm、內(nèi)徑65mm，長(zhǎng)度為1000mm，鉆頭為75mmPDC臺(tái)階助箍取芯鉆頭，取出

12、煤芯直徑不小于50mm。采用干式鉆進(jìn)取芯或采用高轉(zhuǎn)速（240r/min）、小流量（38L/min）水力排渣取芯方式取芯。當(dāng)鉆煤完了，煤芯提到孔口時(shí)，盡快地從煤芯管中取出煤芯，采取中間完整部分，裝入罐中密封。這段時(shí)間應(yīng)控制在2分鐘之內(nèi)。煤芯中如混合有夾矸及雜物時(shí)應(yīng)與剔除。煤樣不得用水清洗，保存原狀裝罐，不可壓實(shí)。煤樣距罐口留10mm的間隙為宜，煤樣約400g左右。將煤樣罐與HFJ2型解吸儀連接（見圖4）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解吸，一般在現(xiàn)場(chǎng)解吸進(jìn)行2小時(shí)。開始觀測(cè)前30min內(nèi)，間隔1分鐘讀數(shù)一次，以后每隔3分鐘讀數(shù)一次；第2個(gè)小時(shí)后，每隔10分鐘讀數(shù)一次。如果解吸過程中，量管體積不足以容納煤樣的解吸瓦斯，可

13、以中途用彈簧夾6將排氣管夾緊，通過吸氣球2，重新加水將液面提升至量管零點(diǎn)，然后再打開彈簧夾，繼續(xù)測(cè)定?，F(xiàn)場(chǎng)解吸完成后，拔出針頭，將取樣罐擰緊，泡在水中檢查是否有漏氣現(xiàn)象，若有滲漏應(yīng)及時(shí)處理。然后送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行再次解吸和脫氣。在上述采樣和解吸過程中除要記錄采樣時(shí)間、采樣地點(diǎn)、采樣深度外，還要?jiǎng)?wù)必記清鉆孔見煤時(shí)間，鉆進(jìn)時(shí)間，起鉆時(shí)間，鉆具提到孔口時(shí)間，煤樣裝罐時(shí)間，開始解吸測(cè)定時(shí)間，以及解吸測(cè)定時(shí)的氣溫，水溫和大氣壓力。圖3 瓦斯解吸速度測(cè)定儀與煤樣罐連接示意圖6、煤層瓦斯壓力測(cè)定技術(shù)煤層瓦斯壓力是煤層瓦斯流動(dòng)和涌出的最基本參數(shù)，也是煤層發(fā)動(dòng)突出的動(dòng)力之一。準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力對(duì)于煤與瓦斯突出危險(xiǎn)

14、性預(yù)測(cè)，合理制定防突措施等均具有十分重要的作用。本次測(cè)定煤層瓦斯壓力，依據(jù)煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法(AQ/T1047-2007）要求，采取主動(dòng)測(cè)壓方法來測(cè)定二1煤層的瓦斯壓力。（1）煤層瓦斯壓力測(cè)定的原理在瓦斯含量測(cè)定采集煤樣完成后，通過鉆孔在煤孔內(nèi)布置一根瓦斯管與外界溝通，連上瓦斯壓力表，封閉鉆孔與外界的聯(lián)系。由于煤孔內(nèi)的瓦斯已經(jīng)向外放散，壓力較低，煤孔周圍的煤層中瓦斯向煤孔內(nèi)運(yùn)移，壓力逐漸增高。由于煤孔周圍的煤體體積遠(yuǎn)大于煤孔的空間體積，煤層內(nèi)的吸附瓦斯量又比游離瓦斯量大得多，故經(jīng)過一段時(shí)間的瓦斯?jié)B流，煤孔內(nèi)的瓦斯壓力逐漸接近煤層的原始瓦斯壓力，從外部的壓力表上可以讀出煤孔內(nèi)的瓦

15、斯壓力值。從測(cè)壓原理上來看，測(cè)定一個(gè)煤層的瓦斯壓力，只要將鉆孔打到要測(cè)定的煤層，將鉆孔密封住即可，鉆孔中的瓦斯就會(huì)源源不斷地涌入測(cè)壓孔空間，瓦斯壓力表讀數(shù)就會(huì)上升并達(dá)到原始?jí)毫χ怠＃?）工藝流程瓦斯壓力是預(yù)測(cè)煤層是否具有突出危險(xiǎn)性較敏感指標(biāo)，準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力關(guān)鍵是將測(cè)壓孔封嚴(yán)，不漏氣，為了達(dá)到該目的，本次采用新的封孔方法-多步分段注漿封孔技術(shù)。據(jù)施工要求成孔后，并對(duì)鉆孔進(jìn)行壓風(fēng)吹洗，保證鉆孔暢通。將尾端擋板綁扎棉紗，依次連接中間管，當(dāng)測(cè)壓管路安裝完畢后，首先采用黑白料聚氨酯對(duì)孔口進(jìn)行嚴(yán)密封堵；再將測(cè)壓管和注漿管穿過木塞，然后將木塞外纏棉紗牢牢打入孔口固牢；將注漿泵與注漿管聯(lián)接。前端封孔裝置

16、安裝好后，根據(jù)孔的直徑估計(jì)所需的水泥漿量。首先采用泥漿泵通過注入硫鋁酸鹽混合水泥漿液，分兩步注漿。第一步注35m，待硫鋁酸鹽混合水泥漿液凝固后（2小時(shí)后），第一段有了抵抗力，再進(jìn)行第二次帶壓注漿，注漿加壓嚴(yán)格控制在3Mpa以下，在保證漿液充分滲入煤巖壁，提高封孔的嚴(yán)密性的前提下，為防止水泥流入測(cè)壓室，水泥越稠越好，當(dāng)然也要考慮泥漿泵的能力，必須保證水泥漿能把水泥漿注進(jìn)去。當(dāng)注漿壓力達(dá)到3Mpa左右立即停泵，關(guān)閉注漿管閘閥。當(dāng)封孔水泥凝固后（24小時(shí)后）安裝孔口測(cè)壓裝置，通過三通向測(cè)壓孔氣室內(nèi)補(bǔ)償高壓氮?dú)猓ɑ驂猴L(fēng)補(bǔ)氣），根據(jù)煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法（AQ/T1047-2007）要求，補(bǔ)

17、償氣體的充氣壓力宜為預(yù)計(jì)煤層瓦斯壓力的15倍，本次測(cè)壓補(bǔ)償氣壓力達(dá)到2.0MPa以上后可關(guān)閉閘閥，通過壓力表讀出瓦斯壓力變化情況。每天觀測(cè)一次測(cè)定壓力表，將觀測(cè)結(jié)果繪制在以時(shí)間(d)為橫坐標(biāo)、瓦斯壓力(MPa)為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)圖上，當(dāng)觀測(cè)壓力變化小于0.015MPa，測(cè)壓工作即可結(jié)束,則穩(wěn)定的壓力就是煤層瓦斯壓力，否則，應(yīng)延長(zhǎng)測(cè)壓時(shí)間。本次測(cè)壓地點(diǎn)為3個(gè)鉆孔壓力，以最高瓦斯壓力測(cè)定值作為測(cè)定結(jié)果。測(cè)壓記錄見附表1。多步分段封孔示意圖見圖3所示。圖3 測(cè)壓封孔示意圖（3）注漿封孔材料封孔材料采用普通硅酸鹽水泥（80%）加入雙快硫鋁酸鹽水泥（20%），并加入0.3%的三乙醇胺早強(qiáng)劑。水灰比為0.40

18、.5：1，經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆虺烧吵頎?。為了防止水泥流入測(cè)壓室，水泥越稠越好，當(dāng)然也要考慮泥漿泵的能力，必須保證水泥漿能把水泥漿注進(jìn)去。封孔深度控制在煤層底板巖石段內(nèi)。注漿工藝流程: 注漿機(jī)、高壓膠管、高壓球閥依次連接注清水試機(jī)造漿一次注漿停機(jī)二注漿停機(jī)沖洗注漿管關(guān)閉高壓球閥拆除高壓注漿管?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用嚴(yán)格按照間歇式注漿施工工藝步驟進(jìn)行。分段注漿的目的：第一步注漿的水泥凝固后，能夠承擔(dān)第二步加壓注漿的壓力，防止加壓注漿時(shí)水泥由孔口流出。同時(shí)，為防止水泥漿進(jìn)入測(cè)壓室，嚴(yán)格控制注漿壓力，注漿壓力不得超過3Mpa。（4）注意事項(xiàng)鉆孔見煤前應(yīng)通知采樣人員到達(dá)采樣現(xiàn)場(chǎng)，做好采樣前的準(zhǔn)備工作；水泥漿水灰比必須符合要

19、求，可使用電動(dòng)攪拌機(jī)，以免影響封孔質(zhì)量；如果巖石破碎鉆孔垮孔，則必須先注漿后成孔；鉆孔施工中不要實(shí)用水排渣，特別是鉆孔見煤，必須采用壓風(fēng)排渣。鉆孔注入氮?dú)猓ɑ蚩諝猓楦邏?，所有連接點(diǎn)承壓能力不小于4Mpa。所有封孔人員嚴(yán)禁正對(duì)孔口，防止噴漿或噴氣體傷人。必須認(rèn)真記錄每一個(gè)鉆孔的見煤點(diǎn)和終孔點(diǎn)的深度以及鉆孔長(zhǎng)度。成立項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組，組織協(xié)調(diào)項(xiàng)目的實(shí)施；配備2名以上的通風(fēng)、地質(zhì)等方面的技術(shù)人員參與項(xiàng)目的實(shí)施和進(jìn)行部分參數(shù)的觀測(cè)、記錄和收集整理工作。7、煤層透氣性系數(shù)測(cè)定煤是一種多孔介質(zhì),在一定壓力梯度下，氣體可以在煤體內(nèi)流動(dòng)，煤層瓦斯流動(dòng)難易程度通常用透氣性系數(shù)表示。其物理意義是：在1m長(zhǎng)煤體上，當(dāng)

20、壓力平方差為1MPa2時(shí)，通過1m2煤層斷面，每日流過的瓦斯立方米數(shù)。煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定在我國(guó)廣泛采用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)提出的方法。這一方法是在煤層瓦斯向鉆孔流動(dòng)的狀態(tài)屬徑向不穩(wěn)定流動(dòng)的基礎(chǔ)上建立的，采用該法時(shí)按下列步驟進(jìn)行。圖1-1 煤層透氣性測(cè)定示意圖1一鉆孔；2一測(cè)壓管；3一壓力表；4一閥門；5一流量計(jì)；6封孔段；7一煤層(1)卸壓測(cè)定鉆孔瓦斯流量卸下壓力表排放瓦斯，卸壓ld以后進(jìn)行測(cè)定鉆孔瓦斯流量，在測(cè)定時(shí)要記錄時(shí)間(年、月、日、時(shí)、分)，即卸表大量排放瓦斯時(shí)間與每次測(cè)定瓦斯流量的時(shí)間，兩者的時(shí)間差即為時(shí)間準(zhǔn)數(shù)中的值。測(cè)量流量的儀表，當(dāng)流量大時(shí)可用小型孔板流量計(jì)或浮子流量計(jì)，而流量小時(shí)可用

21、0.5m3/h的濕式氣體流量計(jì)(煤氣表)。封孔后上表前測(cè)得的流量也可用來計(jì)算透氣性系數(shù)。（2）測(cè)定煤的瓦斯含量系數(shù)煤層的瓦斯含量系數(shù)一般是在試驗(yàn)室通過吸附試驗(yàn)確定的。（3）透氣性系數(shù)的汁算方法鉆孔瓦斯流動(dòng)是徑向不穩(wěn)定流動(dòng)，求出其流動(dòng)方程的解析解是困難的。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用相似模型試驗(yàn)的方法進(jìn)行試驗(yàn)，并以相似準(zhǔn)數(shù)表達(dá)了試驗(yàn)的結(jié)果。徑向不穩(wěn)定流動(dòng)的計(jì)算公式為：式中： Y流量準(zhǔn)數(shù)，無因次；時(shí)間準(zhǔn)數(shù)，無因此；a,b無因次系數(shù)。t式中：P0煤層原始絕對(duì)瓦斯壓力(表壓力加0.1)，MPa；P1鉆孔中的瓦斯壓力，一般為0.1Mpa；煤層透氣性系數(shù)，m2/(MPa2·d)；鉆孔半徑，m；q在排放

22、時(shí)間為t時(shí)、鉆孔煤壁單位面積的瓦斯流量，m3/(m2·d)；Q在時(shí)間為t時(shí)測(cè)出的鉆孔流量，m3/d；L一鉆孔見煤長(zhǎng)度，一般為煤層厚度，m；t從鉆孔卸壓到測(cè)定鉆孔瓦斯流量的時(shí)間，d；a煤層瓦斯含量系數(shù)，；X煤的瓦斯含量，m3/t；P確定煤瓦斯含量時(shí)的瓦斯壓力，MPa。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，導(dǎo)出如下計(jì)算透氣性的公式：其中： ， t由于流量準(zhǔn)數(shù)與時(shí)間準(zhǔn)數(shù)的關(guān)系難以用簡(jiǎn)單的公式表達(dá)，故按時(shí)間準(zhǔn)數(shù)分段表示，得出以下專門計(jì)算透氣件系數(shù)的公式：由于計(jì)算透氣性系數(shù)公式式子較多，須采用試算法來確定選取的計(jì)算式。即先選用其中任一個(gè)式子計(jì)算出值，然后將算出的值代人公式，校驗(yàn)是否在選用公式的適用范圍內(nèi)。如在試用范圍

23、，則選式正確，算出的值即為煤層透氣性系數(shù)；如不在適用范圍，則需重新選公式計(jì)算值，更新校驗(yàn)值是否在選用公式的適用范圍內(nèi)。測(cè)定透氣性系數(shù)時(shí)應(yīng)注意如下事項(xiàng)：（1）打測(cè)壓鉆孔時(shí)要注意有無噴孔，如有噴孔，應(yīng)測(cè)定噴出煤量，然后折合計(jì)算孔徑；（2）測(cè)定鉆孔瓦斯流量時(shí)，可在不同時(shí)間多測(cè)幾個(gè)瓦斯流量值，以便分析距鉆孔不同距離煤體透氣性的變化規(guī)律；（3）卸壓后到測(cè)定流量時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，鉆孔見煤長(zhǎng)度可不取實(shí)測(cè)值(如鉆孔與煤層面斜交)，而取等于煤厚；如時(shí)間短，則L值可取為鉆孔見煤長(zhǎng)度。附錄1 準(zhǔn)備材料加工圖附錄2 準(zhǔn)備設(shè)備、材料一覽表1、設(shè)備及儀器（1）鉆機(jī)：150型或1200型液壓鉆機(jī)或地質(zhì)鉆機(jī)1臺(tái)。（2）鉆具：直徑50

24、mm鉆桿40m；直徑89mm鉆頭2個(gè)、75mm鉆頭2個(gè)；75mm取芯鉆頭配合1.0m長(zhǎng)取芯管。（3）注漿泵：1臺(tái)；高壓注漿膠管10m。（4）壓力表：量程2.5MPa，3塊。（精密）（5）煤氣表：1只。最大流量6m³/h。2、材料配備(1) 4鍍鋅管，單管長(zhǎng)度4.0m，25根。(2) 4集氣管，單管長(zhǎng)度2.0m，帶有直徑55mm、厚3mm鐵擋板、長(zhǎng)1.0m集氣管：4根。 (4) 4注漿管，單管長(zhǎng)度1.0m：4根。(5) 4管標(biāo)準(zhǔn)接頭：30個(gè)。(6) 4管標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼內(nèi)螺紋球閥6個(gè)。(7) 制做60/90×300帶梢木楔：3個(gè)。（8）425#普通硅酸鹽水泥10袋；雙快硫鋁酸鹽水泥

25、5袋。鄭州登封市大冶鎮(zhèn)東施村王樓水泥工業(yè)有限公司，初凝不得早于30min，終凝不遲于3h。電話#160; (9) 拖把頭布條：4 kg。 (10) 12、14或15寸管鉗：2把；鉗子2把。活動(dòng)扳手2把。（11）12#鍍鋅鐵絲3kg（12）生料帶：10卷。井下瓦斯含量測(cè)定采樣記錄表煤樣編號(hào) 采樣日期 年 月 日采樣地點(diǎn)： 礦井 采區(qū) 工作面 煤層采樣點(diǎn)坐標(biāo)：X= Y= 地面標(biāo)高：Z= 井下標(biāo)高Z=采樣管型式 采樣罐號(hào)鉆孔見煤深度 m 采樣深度 m鉆孔見煤時(shí)間日 時(shí) 分提鉆開始時(shí)間日 時(shí) 分進(jìn) 尺 m取芯管卸煤結(jié)束時(shí)間日 時(shí) 分煤芯長(zhǎng)度 m煤樣裝罐開始時(shí)間日

26、 時(shí) 分 煤樣裝罐結(jié)束時(shí)間日 時(shí) 分 開始解吸時(shí)間日 時(shí) 分 煤樣暴露時(shí)間： min采樣地點(diǎn)地址概況：  煤質(zhì)描述  送樣時(shí)間： 年 月 日 采樣人員： 煤樣井下自然解吸瓦斯量測(cè)定記錄表煤樣編號(hào)： 采樣日期： 年 月 日采樣地點(diǎn)： 礦井 采區(qū) 工作面 煤層采樣罐號(hào)煤樣解吸測(cè)定前的暴露時(shí)間T1， min測(cè)定結(jié)果測(cè)定時(shí)間累計(jì)觀測(cè)時(shí)間T5min量管讀數(shù)VmL水柱高h(yuǎn)mm校正體積，mL備注體積Vo累計(jì)V1  1        2

27、60;       3        4        5        6        7        8 

28、60;      9        10        11       12       13       14    

29、0;  15       16      大氣壓力(P1) kPa 水溫(Tw) ； 氣溫Tn= ；審核 測(cè)試人員 煤樣井下自然解吸瓦斯量測(cè)定記錄表煤樣編號(hào)： 采樣日期： 年 月 日采樣地點(diǎn)： 礦井 采區(qū) 工作面 煤層采樣罐號(hào)煤樣解吸測(cè)定前的暴露時(shí)間T1， min測(cè)定結(jié)果測(cè)定時(shí)間累計(jì)觀測(cè)時(shí)間T5min量管讀數(shù)VmL水柱高h(yuǎn)mm校正體積，mL備注體積Vo累計(jì)V1 17      

30、 18       19       20       21       22       23       24    

31、0;  25       26       27       28       29       30       35   &#

32、160;   40       45      大氣壓力(P1) kPa 水溫(Tw) ； 氣溫Tn= ；審核 測(cè)試人員 煤樣井下自然解吸瓦斯量測(cè)定記錄表煤樣編號(hào)： 采樣日期： 年 月 日采樣地點(diǎn)： 礦井 采區(qū) 工作面 煤層采樣罐號(hào)煤樣解吸測(cè)定前的暴露時(shí)間T1， min測(cè)定結(jié)果測(cè)定時(shí)間累計(jì)觀測(cè)時(shí)間T5min量管讀數(shù)VmL水柱高h(yuǎn)mm校正體積，mL備注體積Vo累計(jì)V1 50    

33、0;  55       60       65       70       75       80       85       90