煤層透氣性系數(shù)測(cè)定方法

1、煤層透氣性系數(shù)測(cè)定方法一、煤層透氣性系數(shù)計(jì)算方法介紹煤層透氣性系數(shù)的好壞是判斷煤層預(yù)抽和煤與瓦斯突出可能性的重要指標(biāo)之一.過(guò)去的一些測(cè)定方法操作復(fù)雜計(jì)算困難,使石壕煤礦一直沒(méi)有測(cè)定這一指標(biāo).根據(jù)煤科院重慶分院的簡(jiǎn)便測(cè)定方法進(jìn)行了測(cè)定與計(jì)算,現(xiàn)將測(cè)定方法與結(jié)果介紹如下:該方法是徑向穩(wěn)定流動(dòng)理論基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算,具體的作法是測(cè)定煤層瓦斯壓力,測(cè)壓孔打好后,立即封孔測(cè)壓,每隔15d,觀測(cè)壓力變化,并做好記錄,初期,壓力上升較快,應(yīng)每天觀測(cè),以后壓力趨于穩(wěn)定觀測(cè)時(shí)間可長(zhǎng)一些,直到瓦斯壓力達(dá)到最大值,并用下式計(jì)算煤層的透氣性.式中：煤層透氣性，M2/(Mpa.d); 0-鉆孔半徑，m； P0-煤層原始瓦斯

2、壓力，Mpa； t-瓦斯壓力上升到0。1P0、0。2P0、 0。3P0-的時(shí)間，d;如果測(cè)壓孔未能垂直于煤層，且未能將鉆孔的巖石部分全部封閉，那么還需引入一個(gè)系數(shù)1，其計(jì)算方法見(jiàn)圖（4-2）m-鉆孔見(jiàn)煤真厚度,m;圖（4-2）1系數(shù)計(jì)算圖公式推導(dǎo)如下:利用徑向穩(wěn)定流動(dòng)公式;, 代入流動(dòng)公式整理后得出令n 代入上式得出式中R為未知數(shù),當(dāng)設(shè)瓦斯補(bǔ)給半徑為R時(shí),(僅游離瓦斯流動(dòng)),有下列恒等式,-為煤層的空隙率,m3/m3令并進(jìn)行數(shù)學(xué)處理可得出下式式中n=Pt/p0，為煤的孔隙率（%）， 用梯形積分法求出，為了計(jì)算方便，特提供表 (1)表1 計(jì)算表1 nP00.10.20.30.40.50.60.7

3、0.80.910.032700.100260.208000.349000.528000.761001.081221.563202.4840020.049700.150000.297000.475000.696800.975001.361001.913802.9750030.054320.178600.341000.541000.786251.095801.509002.118503.2448040.070260.208000.385000.601000.865001.196001.634002.276003.4600050.077320.227000.416000.644000.922001.

4、265801.719002.387003.6130060.083400.240000.438500.677300.966701.326601.799902.488003.7494070.088500.254600.459000.703400.999101.367001.851002.557003.8470080.093000.264000.477400.732501.039501.417001.911002.631003.9460090.097200.274600.493800.755701.070151.459201.967002.703004.04100100.100800.288500.

5、508300.776001.097001.493002.01102.759004.11000110.104920.292000.521700.794601.121001.524502.050402.810004.18600120.107200.299000.533300.811251.143601.553502.086002.855904.24600130.109000.305000.544000.826001.164001.579002.119002.899804.30600140.112700.312000.555000.841501.183001.600002.151002.938004

6、.36450150.115300.318300.564000.855101.201001.627002.180002.975004.41300160.117000.323500.573000.867001.217001.647002.205003.008704.45600170.119500.328700.582000.879001.233001.667802.231403.041004.50000180.121700.333950.590000.980901.248001.686002.355003.071004.54000190.123600.338300.597000.901201.26

7、2001.704002.278003.100004.58000200.125500.342900.604000.911201.284501.73002.316003.145204.63500二、 層透氣性系數(shù)測(cè)定與計(jì)算石壕礦N1622瓦斯巷共打兩個(gè)測(cè)壓孔,孔徑0.07m,鉆孔以600的傾角穿透8#、9#、10#、11#、12#煤層,采用水泥砂漿封孔,封孔長(zhǎng)度為本113m,封到12#煤層底扳位置,見(jiàn)圖1、圖2、圖3及原始數(shù)據(jù)表(2)表2 鉆孔原始數(shù)據(jù)表孔號(hào)鉆孔長(zhǎng)度(m)封孔長(zhǎng)度(m)剩余孔長(zhǎng)(m)煤層真厚(m)鉆孔半徑(m)137.41324.45.80.035240.51129.54.80.0

8、35兩個(gè)孔打完后10h左右封孔,瓦斯壓力上升見(jiàn)圖4透氣性系數(shù)計(jì)算見(jiàn)表(2)表2 透氣性系數(shù)計(jì)算表(F(pt/p0)用內(nèi)插法求出)孔號(hào)P0(Mpa)Pt(Mpa)n1F(pt/p0)T(d)(m2/Mpa*d)11.08050.4634.200.77760.6250.0059271.080.80.7414.22.1331.6250.006251.080.90.8334.23.26782.6250.00590321.150.60.5226.151.0510.6250.01101621.150.850.7396.152.076931.6250.0083601號(hào)孔各煤層的平均透氣系數(shù)為0.00602

9、m2/Mpa2*d,2號(hào)孔石壕礦各煤層的平均透氣性系數(shù)為0.009688 m2/Mpa2*d,煤層的透氣性比較小(小于10 m2/Mpa2* d),不容易排出瓦斯,容易發(fā)生煤與瓦斯突出.三.結(jié)論1. 此法使用計(jì)算簡(jiǎn)便,在測(cè)定煤層瓦斯壓力的同時(shí)可以計(jì)算出煤層的透氣性,有一定的實(shí)用價(jià)值.2. 石壕礦各煤層的平均透氣性系數(shù)為0.009688 m2/Mpa*d,煤層的透氣性比較小(小于1 m2/Mpa*d),不容易排出瓦斯,容易發(fā)生煤與瓦斯突出.3. 在使用此法時(shí)最好使用壓力恢復(fù)法測(cè)定,即瓦斯壓力達(dá)到最大值后,取下壓力表,等鉆孔中的瓦斯壓力下降0.1Mp時(shí),重新安裝壓力表,測(cè)出瓦斯壓力與時(shí)間的關(guān)系曲線,計(jì)算煤層的透氣性.應(yīng)該指出的是壓力要采取絕對(duì)壓力,即表壓力加0.1 Mpa.4. L取鉆孔長(zhǎng)度減去封孔長(zhǎng)度,m為煤層真厚度.5. 用其他透氣性系數(shù)單位換算表見(jiàn)3表3 其他單位與m2/Mpa2*d換算表單位1毫達(dá)西.m2/Mpa.*dm2/Mpa2*d.備 注m2/Mpa.*d 0.12 1 5m2/Mpa2*d. 0.024 0.20 11毫達(dá)西.