煤層瓦斯參數(shù)測定

1、煤層瓦斯參數(shù)測定第1頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五主要參數(shù)測定及計算一、煤層瓦斯壓力測定 二、煤層瓦斯含量測定三、煤層透氣性系數(shù)計算四、煤層百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)測試五、抽放鉆孔的抽放半徑測定六、排放鉆孔的排放半徑測定七、突出敏感指標的測定八、工作面可解吸瓦斯量測試九、煤的堅固性系數(shù)的測試第2頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五一、煤層瓦斯壓力測定瓦斯在煤層中賦存及流動規(guī)律瓦斯壓力測定的目的和意義 瓦斯壓力測定技術發(fā)展概況 瓦斯壓力測定國家標準 淮北礦區(qū)瓦斯測壓難點 淮北礦業(yè)集團瓦斯壓力測定方法 概述 1.11.11.21.31.41.51.

2、61.7第3頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.1概述指煤孔隙中所含游離瓦斯的氣體壓力，是決定瓦斯含量的主要因素，造成突出的重要壓力之一。多年來，面對淮北礦區(qū)復雜的地址條件，經過不斷的探索和創(chuàng)新，總結出了一套行之有效的鉆孔施工和封孔方法。煤層瓦斯賦存和流動規(guī)律，總結了前人煤層瓦斯壓力測定工藝，介紹了瓦斯壓力測定的國家標準，詳細介紹淮北礦區(qū)測壓工序。1.1概述煤層瓦斯壓力 淮北礦區(qū)瓦斯壓力測定概況 本節(jié)主要內容第4頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2 瓦斯在煤層中賦存及流動規(guī)律瓦斯的概念及來源；瓦斯的性質；瓦斯的生成。瓦斯在煤層內的存在狀態(tài)；

3、煤層瓦斯賦存的垂向分帶；煤對瓦斯的吸附特性 ；影響煤層瓦斯賦存及含量的主要因素。瓦斯在煤層中運移的基本規(guī)律；煤層中瓦斯流動狀態(tài)分類。1.2.1 瓦斯的性質及生成1.2.2 煤層瓦斯賦存1.2.3 煤層瓦斯運移的基本規(guī)律 第5頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.1 瓦斯性質及其生成1、瓦斯及性質 廣義上講，礦井瓦斯是井下有害氣體的總稱。包括：甲烷（CH4）、重烴（CnHm）、氫氣（H2）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氫（H2S）、氡（Rn）等。 煤礦大部分瓦斯來自于煤層，而煤層中的瓦斯一般以甲烷為主（可達80%9

4、0%），它是威脅礦井安全的主要危險源，所以在煤礦狹義的瓦斯專指甲烷（CH4）。 甲烷是無色、無味、無嗅、可以燃燒和爆炸的氣體。其爆炸極限為5%16%，它對人體的影響同氮相似，可使人窒息。當甲烷濃度為43時，空氣中相應的氧濃度即降到12，人感到呼吸非常急促；當甲烷濃度在空氣中達57時，相應的氧濃度被沖淡到9，人即可處于昏迷狀態(tài)，有死亡危險。第6頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.1 瓦斯性質及其生成2、瓦斯生成 在生物化學作用成氣時期是從腐植型有機物堆積在沼澤相和三角洲相環(huán)境中開始的，在溫度不超過65條件下，腐植體經厭氧微生物分解成甲烷和二氧化碳，其模式可用下式來概

5、括： 在瓦斯生成的同時，芳香核進一步縮合，碳元素進一步集中在碳網中。隨著煤化變質作用的加深，基本結構單元中縮聚芳香核的數(shù)目不斷增加，到無煙煤時，主要由縮聚芳香核組成。從褐煤到無煙煤，煤的變質程度越高，生成的瓦斯量也越多。第7頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存1、煤層瓦斯賦存狀態(tài) 游離瓦斯：由于甲烷分子的自由熱運動，顯示出相應的瓦斯壓力，這種狀態(tài)的瓦斯服從氣體狀態(tài)方程； 吸附瓦斯：存在在微孔表面上和在煤的粒子內部占據(jù)著煤分子結構的孔穴或煤分子之間的空間。 煤層中瓦斯除吸附和游離狀態(tài)以外，還有可能以瓦斯水化物晶體形式存在，其結構形式為xMyH2O，其

6、中M代表烴；固溶態(tài)等。但現(xiàn)有開采水平下，游離瓦斯僅占512，其余為吸附瓦斯第8頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存2、煤層瓦斯垂向分帶 煤層瓦斯沿垂向一般可分為兩個帶：瓦斯風化帶與甲烷帶。瓦斯風化帶是CO2N2、N2與N2CH4三個帶的統(tǒng)稱，各帶不僅瓦斯組分不同而且瓦斯含量也不相同。第9頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存2、煤層瓦斯垂向分帶瓦斯風化帶的下部邊界可按下列條件確定： 甲烷及重烴濃度之和80（按體積）； 瓦斯壓力P0.10.15MPa； 相對瓦斯涌出量qCH423m3/t煤； 煤層瓦斯含量x

7、1.01.5m3/t可燃物（長焰煤） x1.52.0m3/t可燃物（氣煤） x2.02.5m3/t可燃物（肥、焦煤） x2.53.0m3/t可燃物（瘦煤） x3.04.0m3/t可燃物（貧煤） x5.07.0m3/t可燃物（無焰煤）第10頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存2、煤層瓦斯垂向分帶甲烷帶： 位于瓦斯風化帶下邊界以下的屬于甲烷帶，煤層的瓦斯壓力、瓦斯含量隨埋藏深度的增加呈有規(guī)律的增長。 增長的梯度，在不同煤質（煤化程度）、不同地質構造與賦存條件有所不同。 瓦斯壓力梯度的變化范圍為0.0070.012MPa/m，近似于靜水壓力值。第11頁，

8、共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存3、煤對瓦斯的吸附特性 煤是一種天然的吸附劑，具有良好的吸附性能。煤對瓦斯的吸附屬于物理吸附，即瓦斯分子煤分子之間的作用力是剩余的表面自由力（范德華引力）。在一定條件下，瓦斯還可以從煤中解吸出來，吸附與解吸是可逆的。第12頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存4、瓦斯含量的主要影響因素 壓力與溫度： 煤層瓦斯壓力越大，其含量越高；溫度溫度每升高1，吸附瓦斯的能力降低約8。 水分： 第13頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存4、瓦

9、斯含量的主要影響因素 煤變質程度的影響 ： 煤的煤化程度反映其比表面積大小與化學組成，一般講，從揮發(fā)分為2026之間的煤到無煙煤，相應的吸附量呈快速的增長。第14頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存4、瓦斯含量的主要影響因素 煤層和圍巖的透氣性： 一般情況下，煤層及圍巖透氣性越大，瓦斯越易流失，瓦斯含量越小；反之，瓦斯易于保存，煤層的瓦斯含量大，比如孔隙與裂隙發(fā)育的砂巖、礫巖和灰?guī)r的透氣性非常大，它比致密而裂隙不發(fā)育的巖石的透氣系數(shù)高百萬倍，在漫長的地質年代中，會排放大量的瓦斯。第15頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2

10、.2 煤層瓦斯賦存4、瓦斯含量的主要影響因素 埋深及煤層傾角： 一般情況下，隨著煤層埋深增加，煤層瓦斯含量也與隨之增大。在同一埋深下，煤層傾角越小，煤層瓦斯含量越高。 例如芙蓉煤礦北翼煤層傾角陡（4080），相對瓦斯涌出量約20m3/t，無瓦斯突出現(xiàn)象；而南翼煤層傾角緩（612 ）相對瓦斯涌出量達150m3/t，而且發(fā)生了煤與瓦斯突出。第16頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存4、瓦斯含量的主要影響因素 煤層露頭： 煤層露頭是瓦斯向地面排放的出口，露頭存在時間越長，瓦斯排放越多；反之，地表無露頭的煤層，瓦斯含量越高。 例如中梁山煤田，煤層無露頭，而

11、且為背斜構造，所以煤層瓦斯含量大。第17頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存4、瓦斯含量的主要影響因素 地質構造： 煤系地層為沉積地層，各種巖石的透氣性有很大差別，在地層與地質構造的共同作用下，可能形成封閉型地質構造或開放型地質構造。封閉型地質構造有利于瓦斯儲存，開放型地質構造有利于瓦斯排放。第18頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存4、瓦斯含量的主要影響因素 地質構造（褶曲構造）： 閉合而完整的背斜或穹窿又覆蓋有不透氣的地層是良好的儲存瓦斯構造，其軸部煤層內往往積存高壓瓦斯，形成“氣頂”。在傾伏背斜的

12、軸部，瓦斯?jié)舛韧ǔＲ哺哂谝聿俊５钱敱承陛S頂部因張力形成連通地表的裂隙時，瓦斯易于流失，軸部瓦斯含量反而低于翼部。 向斜構造存在兩種情況:一種情況下，因軸部受到強力擠壓，透氣性差，使軸部的瓦斯含量高于翼部:另一種情況下，由于向斜軸部瓦斯補給區(qū)域縮小，當軸部裂隙發(fā)育，透氣性好時，有利于瓦斯流失，開采至向斜軸部時，相對瓦斯涌出量反而減少。 受構造影響形成局部變厚的大煤包時，也會出現(xiàn)瓦斯含量增高的現(xiàn)象。這是因為煤包在構造應力作用下，周圍煤層被壓薄，上下透氣性差的巖層形成對大煤包的封閉條件。第19頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存4、瓦斯含量的主要影響因

13、素 火成巖的侵入： 巖漿侵入含煤巖系、煤層，使煤、巖層產生膨脹及壓縮?；鸪蓭r侵入煤層對瓦斯賦存既有形成、保存瓦斯的作用，也有某些條件下使瓦斯逸散的可能。 通常情況下，火成巖侵入帶與未侵入帶的過渡地帶瓦斯含量往往較大，如淮北局的楊柳礦，皖北局的臥龍湖礦。 巖漿巖侵入帶易發(fā)生煤與瓦斯突出，如北票礦區(qū)，巖漿巖侵入帶發(fā)生的突出（265）次占突出總數(shù)的25%。這是由于尤其是巖漿巖侵入引起的煤層局部變質帶，當煤的變質程度不一而形成混雜狀態(tài)時，煤的力學性質的變化，以及由此引起的應力不均勻分布更為明顯。第20頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.2.2 煤層瓦斯賦存4、瓦斯含量的主要影

14、響因素 煤化程度： 煤是天然吸附體，煤層的煤化程度越高，其存貯瓦斯的能力越強。在甲烷帶內，在其它因素相同條件下，煤化程度不同的煤，其瓦斯含量不僅不同，而且隨深度增加其瓦斯含量增加也不同； 對于高變質無煙煤（揮發(fā)分低于120mL/g）其瓦斯含量不服從上述規(guī)律。這是因為這種煤的結構發(fā)生了質的變化，其瓦斯含量很低，而且與埋深無關，例如湖南煤田礦區(qū)的文化村礦，煤變質已接近石墨（揮發(fā)分僅3.14%）,煤層瓦斯含量很低。第21頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五煤層瓦斯運移的基本規(guī)律瓦斯在煤層中運移的基本規(guī)律煤層的孔隙和裂隙的尺寸是不均勻的，因而在大裂隙帶中可能出現(xiàn)紊流，而在微裂隙中

15、則屬于層流運動，在微孔中還存在擴散分子滑流。根據(jù)實驗室和在現(xiàn)場對瓦斯流動規(guī)律的測定，其流動規(guī)律主要是遵循達西定律，即是層流運動。在一般情況下，以達西定律為基礎來研究煤層瓦斯流動規(guī)律還是可行的，但是在特殊情況下，如石門揭開煤層、瓦斯噴出或突出，則必須按當時條件加以修正。瓦斯在中孔以上的孔隙或裂隙內的運移有層流和紊流兩種形式，而層流運移通常又可分為線性和非線性滲透兩種，紊流一般只有發(fā)生在瓦斯噴出和煤與瓦斯突出時的瓦斯流動，在原始煤層中瓦斯的運移是層流運動。 第22頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五煤層瓦斯運移的基本規(guī)律線性滲透 當瓦斯在煤層中的流動為線性滲透時，即瓦斯流速與

16、煤層中瓦斯壓力梯度成正比時，呈線性規(guī)律，符合達西定律。中國礦業(yè)大學在實驗室中對用煤粉壓制的圓柱形人工煤樣進行的大量瓦斯?jié)B透試驗表明：瓦斯在孔隙直徑較大的煤樣中流動時，完全服從達西定律。即：式中 q比流量，m3/(m2d) 透氣系數(shù)，； P1入口處瓦斯壓力平方，MPa P2出口處瓦斯壓力平方，MPa2； L煤樣長度，m。第23頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五煤層瓦斯運移的基本規(guī)律非線性滲透 當雷諾數(shù)大于一定值以后，瓦斯在煤層中的流動即處于非線性滲流而不服從達西定律。在非線性滲流條件下，比流量與壓力差之間關系可用指數(shù)方程表示，即： 式中 qn在n點的比流量m3/(m2d)

17、； m滲透指數(shù)m12； dP瓦斯壓力平方的差， ； dn與瓦斯流動方向一致的某一極小長度，m； 透氣系數(shù)， 。 當m1時，上式與達西定律相同；當m1時，表明隨著雷諾數(shù)增大，流體流動時在轉彎、擴大、縮小等局部阻力處引起的壓力損耗增大，致使比流量 降低，此時流體在多孔介質中的流動就表現(xiàn)為非線性滲流。第24頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.3 瓦斯壓力測定的目的和意義 瓦斯的概念及來源；瓦斯的性質；瓦斯的生成。瓦斯在煤層內的存在狀態(tài)；煤層瓦斯賦存的垂向分帶；煤對瓦斯的吸附特性 ；影響煤層瓦斯賦存及含量的主要因素。瓦斯在煤層中運移的基本規(guī)律；煤層中瓦斯流動狀態(tài)分類。1.2.

18、1 瓦斯的性質及生成1.2.2 煤層瓦斯賦存1.2.3 煤層瓦斯運移的基本規(guī)律 第25頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.3 瓦斯壓力測定的目的和意義煤層瓦斯壓力是指煤層中瓦斯所具有的氣體壓力，由游離瓦斯形成。煤層瓦斯含量大小煤層瓦斯流動動力源煤與瓦斯突出重要因素 評價瓦斯儲量、瓦斯涌出量、瓦斯流量的重要依據(jù)。 瓦斯流動動力高低以及瓦斯動力現(xiàn)象的潛能大小的基本參數(shù)。 瓦斯抽采與瓦斯突出問題中，掌握準確可靠的瓦斯壓力數(shù)據(jù)最為重要。第26頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.4 瓦斯壓力測定技術發(fā)展概況黃泥封孔；普通水泥漿封孔；膠囊-粘液封孔；膠圈

19、-粘液封孔；聚氨酯泡沫封孔。煤層原始瓦斯含量法；煤層瓦斯涌出量法；殘余瓦斯含量法；測壓地點深度估算法。壓力測定方法1.4.1 瓦斯壓力直接測定法1.4.2瓦斯壓力間接測定法第27頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五瓦斯壓力直接測定法1、黃泥封孔1980年以前，國內外常用固體材料進行封孔。黃泥封孔是常見的固體材料封孔方法（尤其在石門測壓時）的一種。對于孔深510m，孔徑5075mm，傾角不大的鉆孔均可采用該方法進行封孔。該方法以質地致密、富于可塑性的半干的黃泥或水泥團為封孔材料。1-壓力表；2-三通；3-木楔；4-測壓管；5-擋板；6-煤層圖4-1 黃泥封孔測壓簡圖第28頁

20、，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五瓦斯壓力直接測定法2、普通水泥漿封孔水泥漿液封孔是早期固體材料封孔方法的一種。由于其特殊的物性特征和成本較低等優(yōu)點，致使該方法一直延用至今。水泥漿液封孔是用水泥漿液代替黃泥和水泥團作為封孔材料密封鉆孔，待其凝固后，使用測壓管檢測煤層的瓦斯壓力。這種封孔方法適用于深度超過15m，傾角45度以上的鉆孔。第29頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五瓦斯壓力直接測定法3、膠囊-粘液封孔該封孔方法是用兩個高壓注水膠囊作為封孔段的封閉端，再向膠囊間的密封段內注入密封液的封孔方法。密封液中較大粒徑的骨料在膠囊充水后的壓力下堵在較大裂

21、隙中，阻止密封液在較大裂隙中的流失；較小粒徑的骨料一次充填在較大骨料之間形成了一個骨料塞，密封液中的粘液在高壓作用下滲過骨料進入孔壁微裂隙中。第30頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五瓦斯壓力直接測定法4、膠圈-粘液封孔1980年中國礦業(yè)大學的周世寧教授等研制成功膠圈粘液封孔器。其結構圖見下圖，用膠圈-粘液封孔器封孔的方法被稱為膠圈-粘液封孔法。它的主要封孔原理是：以可膨脹伸縮的膠圈作為封孔設備，用它封閉高壓粘液，再由高壓粘液封高壓瓦斯，由壓力表測定瓦斯壓力。膠圈之間充入的高壓粘液，還可以封堵周邊巖石的裂隙。第31頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五

22、瓦斯壓力直接測定法5、聚氨酯泡沫封孔聚氨酯泡沫封孔是近些年來出現(xiàn)的一種新型封孔方法。它的封孔原理是利用聚氨酯的快速膨脹凝固特性實現(xiàn)鉆孔的快速密封。 第32頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五瓦斯壓力直接測定法各種封孔方法的使用條件及優(yōu)缺點第33頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.4.2間接測定瓦斯壓力法1、煤層原始含量：法測定方法及原理 現(xiàn)場鉆屑瓦斯解吸測量 瓦斯解吸時間的確定 瓦斯損失量的計算 根據(jù)鉆屑解吸速率r0 推算瓦斯 損失量 瓦斯量換算第34頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.4.2間接測定瓦斯壓力法煤層瓦斯含

23、量計算 瓦斯壓力反算 第35頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.4.2間接測定瓦斯壓力法統(tǒng)計計算采區(qū)總瓦斯量 ： Q采區(qū)總瓦斯涌出量，m3；Q掘、Q回采、Q采空分別為掘進、回采和采空區(qū)的總瓦斯涌出量，m3；Q殘殘存在運出采落煤炭中的瓦斯含量，m3；X采區(qū)內平均每m3煤炭所含的瓦斯量，m3/m3； 采區(qū)內的煤總體積，m3。查右圖煤層瓦斯涌出量法這種方法一般只適用于無鄰近煤層的單一煤層，其優(yōu)點在于根據(jù)通風報表即可得出煤層瓦斯壓力值，不需專門進行測壓工作；但其缺點是極其粗略。第36頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.4.2間接測定瓦斯壓力法繪圖參與

24、瓦斯含量這種測定方法的優(yōu)點是井下操作較少，且可適用于煤層測壓；但它的缺點是實驗室內工作量大，同時煤結構有變化，且t0時間準確性需商榷等。在巖芯管開始采樣前，取樣開始立即計時，取出煤樣后迅速放入密封罐中，記錄從取樣倒放入罐中的時間t0；然后再到實驗室中測出沒有的剩余瓦斯含量。測完后再充以瓦斯達到某一瓦斯壓力后，突然釋放瓦斯，放散瓦斯的時間與t0相同，然后又測其剩余瓦斯含量。如此變換瓦斯壓力重復這一操作幾次，繪制出真實瓦斯壓力和放散瓦斯時間t0后的剩余瓦斯含量關系曲線，求出真實的瓦斯壓力。第37頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五間接測定瓦斯壓力方法測壓地點深度估算法根據(jù)已開

25、采深度范圍內瓦斯壓力與開采深度之間的關系，估計未知開采深度的瓦斯壓力值，其關系式為：式中 P距基表H深處的瓦斯壓力，MPa； k常數(shù)，由統(tǒng)計分析或經驗得到，應由具體礦井確定； H距地表的深度，m。 這一估計方法和我國某些瓦斯礦井的情況相符；但是，由于瓦斯壓力和地質條件密切聯(lián)系，因此該方法也僅可作為參考。第38頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.5 瓦斯壓力測定國家標準煤層瓦斯自然滲透，測壓室內平衡的瓦斯壓力。按測壓方式；按封孔材料。測定地點的選擇； 測定方法的選擇；鉆孔施工；封孔施工；瓦斯壓力觀測與確定。測壓規(guī)范1.5.1 測定原理測壓方法分類1.5.3瓦斯壓力測定工

26、藝第39頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.5.1測定原理 通過鉆孔揭露煤層，安設測定儀表并密封鉆孔，利用煤層中瓦斯的自然滲透原理測定在鉆孔揭露處達到平衡的瓦斯壓力。第40頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五按測壓方式按封孔材料1.5.2 測壓方法分類1. 主動測壓法 鉆孔封完孔后，通過鉆孔向被測煤層充入補償氣體達到瓦斯壓力平衡而測定煤層瓦斯壓力的測壓方法。補償氣體可選用高壓氮氣或其他惰性氣體。補償氣體的充氣壓力應略高于預計煤層瓦斯壓力。2. 被動測壓法 鉆孔封完孔后，通過被測煤層瓦斯的自然滲透，達到瓦斯壓力平衡而測定其瓦斯壓力的測壓方法。1.

27、黃泥、水泥封孔測壓法 封孔材料為黃泥，水泥或黃泥水泥混合物，封孔方式為手工操作，主要適用于石門揭煤的瓦斯壓力測定。2. 膠囊一密封粘液封孔測壓法 封孔材料為膠囊、密封粘液，封孔方式為手工操作。適用于松軟巖層或煤巷瓦斯壓力測定。3. 注漿封孔測壓法 封孔材料為膨脹不收縮水泥漿加粘液，封孔方式為壓氣注漿器或泥漿泵注漿封孔。適用于井下各種條件下的瓦斯壓力測定，特別適用于近距離煤層群分煤層的瓦斯壓力測定。第41頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五測定地點的選擇測定方法的選擇鉆孔施工 測壓處巖石堅硬、少裂隙，可采用黃泥、水泥封孔測壓法；在松軟巖層及煤巷中測定煤層的瓦斯壓力時，鉆孔長

28、度15m時應采用膠囊一密封粘液封孔測壓法；鉆孔長度15m時應采用注漿封孔測壓法。豎井揭煤可采用注漿封孔測壓法；測定鄰近煤層的瓦斯壓力或煤層群分層測壓應采用注漿封孔測壓法；測壓時間充足時，宜采用被動測壓法；測壓時間較短時，應采用主動測壓法。 鉆孔的開孔位置應選在巖石(煤壁)完整的位置。鉆孔施工應保證鉆孔平直、孔形完整，穿層測壓鉆孔宜穿煤層全厚。鉆孔施工好后，應立即清洗鉆孔，保證鉆孔暢通。在鉆孔施工中應準確記錄鉆孔方位、傾角、長度、鉆孔開始見煤長度及鉆孔在煤層中長度煤層厚度，鉆孔開鉆時間、見煤時間及鉆畢時間。要求要求同一地點應打兩個測壓鉆孔，鉆孔口距離應在其相互影響范圍外，其見煤點的距離除石門測壓

29、外應不小于20m；除在煤巷中測定本煤層瓦斯壓力外，測定地點應選擇在石門或巖巷中；鉆孔應避開地質構造裂隙帶、巷道的卸壓圈和采動影響范圍；測定煤層原始瓦斯壓力的見煤點應避開地質構造裂隙帶、巷道、采動及抽放等的影響范圍；選擇瓦斯壓力測定地點應保證有足夠的封孔深度；瓦斯壓力測定地點宜選擇在進風系統(tǒng)，行人少且便于安設保護柵欄的地方。要求1.5.3瓦斯壓力測定工藝第42頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.5.3瓦斯壓力測定工藝封孔施工瓦斯壓力觀測與確定主動測壓法應每天觀測一次，被動測壓法應至少3天觀測一次。在觀測中發(fā)現(xiàn)瓦斯壓力值變化較大，則應增加觀測次數(shù)。采用主動測壓法時，當煤層

30、的瓦斯壓力小于4MPa時需510d；當煤層的瓦斯壓力大于4MPa時，則需2040d；被動測壓法時，則視煤層的瓦斯壓力及透氣性大小的不同，需30d以上。將觀測結果繪制在以時間（d）為橫坐標，瓦斯壓力（MPa）為縱坐標的坐標圖上，當測壓時間達到規(guī)定時，如壓力變化小于0.005 MPa/d，測壓工作即可結束；對于上向測壓鉆孔，在結束測壓工作、撤卸表頭時(撤表頭時應制定相應的安全措施)，應測量從鉆孔中放出的水量，根據(jù)鉆孔參數(shù)、封孔參數(shù)計算出鉆孔水的靜水壓力，并從測定壓力中扣除。對水平及下向測壓孔則以測定值作為瓦斯壓力值；同一地點以最高瓦斯壓力作為測定結果。封孔深度A. 封孔深度應超過鉆孔施工地點巷道的

31、影響范圍，并滿足以下要求：a) 黃泥、水泥封孔測壓法的封孔深度應不小于5m；b) 膠囊-粘液封孔測定本煤層瓦斯壓力的封孔深度應不小于10m ；c) 注漿封孔測壓法的封孔深度不小于12m，煤層群分層測壓時則應封堵至被測煤層在鉆孔側的頂板或底板；d) 應盡可能加長測壓鉆孔的封孔深度。B. 本煤層測壓孔封孔應保證其測壓氣室長不小于1.5 m，穿層測壓孔的封孔不宜超過被測煤層在鉆孔側的頂板或底板。要求要求第43頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.6 淮北礦區(qū)瓦斯測壓難點測壓難點淮北礦區(qū)煤層頂?shù)装搴畬虞^多且破碎巖層較為發(fā)育，封孔時易漏漿，影響封孔質量。斷層和破碎巖層多。鉆孔出

32、水會增加封孔難度，影響封孔效果鉆孔出水會增加封孔難度，影響封孔效果淮北礦區(qū)煤層頂?shù)装搴畬虞^多，地層中巖石含水較大。第44頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7 淮北礦業(yè)集團瓦斯壓力測定方法測壓地點選擇測壓方法選擇鉆孔施工封孔工藝仰孔封孔工藝俯孔封孔工藝瓦斯壓力觀測裝表測壓及補充氮氣 測壓管理瓦斯壓力觀測瓦斯壓力確定方法第45頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.1 測壓地點選擇測壓地點選擇的原則同一地點應施工不少于兩個測壓鉆孔，鉆孔口距離應在其相互影響范圍外，其見煤點的距離除石門測壓外應不小于20m。石門揭煤瓦斯壓力測定按防治煤與瓦斯突出

33、規(guī)定(簡稱規(guī)定)的有關規(guī)定進行。除在煤巷中測定本煤層瓦斯壓力外，測定地點應選擇在石門或巖巷中鉆孔應避開地質構造裂隙帶、巷道的卸壓圈和采動影響范圍。測定煤層原始瓦斯壓力的見煤點應避開地質構造裂隙帶、巷道、采動及抽放等的影響范圍。第46頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.1 測壓地點選擇測壓地點選擇的原則選擇瓦斯壓力測定地點應保證有足夠的封孔深度。瓦斯壓力測定地點宜選擇在進風系統(tǒng)，行人少且便于安設保護柵欄的地方。在煤層頂?shù)装鍩o含水層、構造帶、裂隙帶的測壓處，可采用速凝膨脹水泥封孔測壓法。在煤層頂?shù)匕逵泻畬拥臏y壓處，可采用全孔注漿掃孔注水泥漿封孔測壓法。 第47頁，共

34、112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.3 鉆孔施工速凝膨脹水泥封孔測壓法測壓鉆孔施工工序 開孔選擇75mm的鉆頭鉆進。鉆進中要及時根據(jù)鉆屑特征判斷鉆孔地質情況，參照地質柱狀圖比對分析鉆孔的實際地質構造；要準確記錄鉆孔情況，包括鉆進速度，有無卡鉆、抱鉆、頂鉆等情況；要準確記錄鉆孔見煤時間、見煤點、穿煤長度等參數(shù)；鉆孔應穿過煤層頂板0.5m（仰角）或底板0.5m（俯角）。如遇煤層頂、底板含水，鉆孔也可不穿透煤層，防止頂?shù)装逅M入測壓腔影響測壓準確性。鉆孔位置及鉆孔參數(shù)確定 鉆孔施工 鉆孔清理根據(jù)預測壓地點的地質說明書編制鉆孔設計，鉆孔設計必須明確開孔位置、方位、角度、鉆進深度

35、；終孔后退出鉆具，必要時利用壓風進行清孔，將孔內水和鉆屑排出鉆孔。第48頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.3 鉆孔施工全孔注漿掃孔注水泥漿封孔測壓法測壓鉆孔施工工序 開孔選擇113mm鉆頭鉆進68m深停止，退出鉆具；清理凈鉆屑后，將孔口管送入孔內，用速凝水泥固定，外露長度100200mm，再用泥漿泵注入水泥漿（水：水泥1：1.5）加固孔口管（40的仰角孔在孔口管和孔壁之間插入4分鐵管注漿，40仰角孔和俯角孔在孔口管內注漿），對于直到孔口管外不再漏漿為止；待加固孔口管的水泥漿凝固后（一般24h），用75mm鉆頭掃孔到6.5m處停止鉆進，退出鉆具；用注漿泵注水對孔口

36、管做耐壓試驗（耐壓8MPa，穩(wěn)定時間10min），試驗合格方可繼續(xù)鉆進。否則，重新注漿加固，重新試驗，直至試驗合格；鉆孔施工到接近煤層時停止鉆進，退出鉆具。將孔口管封堵，連接注漿泵，再次進行耐壓試驗；鉆孔位置及鉆孔參數(shù)確定 鉆孔施工根據(jù)預測壓地點的地質說明書編制鉆孔設計，鉆孔設計必須明確開孔位置、方位、角度、鉆進深度；第49頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.3 鉆孔施工全孔注漿掃孔注水泥漿封孔測壓法測壓鉆孔施工工序 試驗合格后，利用注漿泵向孔內注入水泥漿（耐壓8MPa，水泥漿配比為，水：水泥1：0.51：1.5）；待水泥漿凝固后（一般24h），以原孔方位、角度進

37、行掃孔，用75mm鉆頭鉆進至接近煤層處；退出鉆具30min后觀察孔口是否有水流出。如有則重復 上兩步驟，直至孔口不流水；確定堵水成功后，繼續(xù)用75mm鉆頭鉆進，鉆孔應穿過煤層頂板0.5m（仰角）或底板0.5m（俯角）。如遇煤層頂、底板含水，鉆孔也可不穿透煤層，防止頂?shù)装逅M入測壓腔影響測壓準確性。 鉆孔施工 耐壓實驗終孔后退出鉆具，必要時利用壓風進行清孔，將孔內水和鉆屑排出鉆孔。第50頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.4 封孔工藝仰孔封孔工藝 仰孔打好后，如果孔內沒有出水可以實施測壓管路鋪設并實施注漿封孔。具體操作步驟為：管路鋪設 密封孔口 注漿封孔 安裝壓力表

38、具體封孔施工步驟如下： 管路鋪設要在封孔之前完成。鋪設的管路包括：A型測壓管、檢查管（又稱回漿管）、注漿管。它們分別完成測定瓦斯壓力、標定漿液在孔內位置、向孔內注入漿液。見右圖。具體施工步驟如下：仰孔封孔測壓示意圖 管路鋪設第51頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.4 封孔工藝仰孔封孔工藝 具體施工步驟如下：根據(jù)鉆孔深度確定測壓管、回漿管的長度。測壓管應進入煤層，回漿管長度小于測壓管0.5m；回漿管每段之間用直通連接；將測壓管用12號鐵絲綁扎在回漿管上送入孔內，每隔2m綁定一次，確保不發(fā)生滑移；將測壓管和回漿管送到預定位置后外露長度不小于300mm；將注漿管送入孔

39、內，外露長度不小于300mm。第52頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.4 封孔工藝仰孔封孔工藝 密封孔口將浸透水的速凝水泥塞入孔中，用木棍將其向孔深處塞實，進入孔內0.50.7m，固定好孔口。 注漿封孔注漿封孔：待速凝水泥凝固后，向孔內注漿進行封孔。水泥漿配比（重量比）： 特種膨脹水泥：水110：80。安裝壓力表待水泥漿凝固后（一般24h）。第53頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.4 封孔工藝仰孔封孔工藝 如果鉆孔周邊巖石沒有裂隙，注漿施工步驟如下： 開動注漿泵，向孔內注入水泥漿液；認真觀察回漿管返漿情況，發(fā)現(xiàn)返漿立即關閉回漿管閥

40、門，停止注漿，關閉注漿管閥門；安裝壓力表：待水泥漿凝固后（一般24h）。 如果鉆孔周邊巖石有裂隙，注漿時周圍出現(xiàn)漏漿時，應采取間歇式注漿，其施工步驟如下：開動注漿泵，向孔內注入水泥漿液，發(fā)現(xiàn)孔口周圍巖石裂隙漏漿時停止注漿；向水泥漿液中摻混木屑或細沙，也可加入少量的粘稠劑（如水玻璃）等，并攪拌均勻；實施間歇式注漿，每隔23min注一次漿，注漿量視漏漿情況確定，不再有漏漿時實施連續(xù)注漿；安裝壓力表：待水泥漿凝固后（一般24h）。第54頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.4 封孔工藝俯孔封孔工藝 封孔材料主要有水泥、棉絮及水玻璃，見下圖，鉆孔具體封孔步驟如下：俯孔封孔測

41、壓示意 圖管路鋪設灌漿封孔密封孔口安裝壓力表第55頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.4 封孔工藝俯孔封孔工藝 管路鋪設根據(jù)鉆孔深度確定測壓管長度。測壓管應進入煤層；距測壓管底端3000mm位置包纏棉紗，按照逆時針方向圍繞測壓管纏繞，形成馬尾狀，大小以能通過孔徑為宜；將測壓管送入預定位置后順時針旋轉并反復抽拉至穩(wěn)固，外露長度不小于300mm。密封孔口將浸透水的速凝水泥塞入孔中，用木棍將其向孔深處塞實，進入孔內0.50.7m，固定好孔口 注漿封孔注漿封孔：待速凝水泥凝固后，向孔內注漿進行封孔。水泥漿配比（重量比）： 特種膨脹水泥：水110：80。安裝壓力表待水泥漿凝

42、固后（一般24h）。第56頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五 瓦斯壓力觀測 裝表測壓及補充氮氣用高壓膠管作為測壓管時，需要使用配套的連接配件連接。壓力開關連接在三通的一端（如上圖所示）主要作用是：當裝好壓力表后，管內可能存在少許積水，影響測量結果。這時候可以打開壓力開關，將水放出。還可用來連接氮氣或二氧化碳鋼瓶，向測壓室內充入氮氣。注漿封孔完成后，將壓力表連接到測壓管路上；連接壓力表三通上的一端與一個壓力表開關相連（如下圖）；將高壓氮氣鋼瓶和壓力表開關相連；打開氮氣鋼瓶和壓力表開關立刻向孔內注入氮氣（以預估煤層瓦斯壓力的1.2倍為宜），然后關閉壓力表開關閥，停止注氮。第

43、57頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.5 瓦斯壓力觀測 瓦斯壓力觀測 前期（72h內）一小班一次，之后每天觀測一次。如發(fā)現(xiàn)瓦斯壓力值變化較大，則應增加觀測次數(shù)。瓦斯壓力記錄表的格式如下表。測壓管理必須設專人負責瓦斯壓力的測定工作。在瓦斯壓力測定過程中，應作好各種參數(shù)及施工情況的記錄。第58頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五1.7.5 瓦斯壓力觀測 瓦斯壓力確定方法 a) 將觀測結果繪制在以時間（d）為橫坐標，瓦斯壓力（MPa）為縱坐標的坐標圖上，當測壓時間達到的規(guī)定，如壓力變化小于0.005 MPa/d，測壓工作即可結束；b）分析瓦斯壓力

44、時間曲線，正常的情況應該是瓦斯壓力逐漸上升，在數(shù)天后達到穩(wěn)定值，該值為真實的煤層瓦斯壓力；如果瓦斯壓力上升很快，在不到一天的時間就達到穩(wěn)定，并且鉆孔有水，則可能是含水層承壓水壓力，不是真正的煤層瓦斯壓力。c) 同一地點以最高瓦斯壓力作為測定結果。第59頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五二、煤層瓦斯含量測定概述煤層瓦斯含量測定 2.12.2第60頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.1概述概念及意義 1）概念：單位體積或重量的煤在自然狀態(tài)下所含有的瓦 斯量(標準狀態(tài)下的瓦斯體積)，包括游離瓦斯和吸附瓦斯兩部分。2）意義：煤層瓦斯含量是確定礦井瓦斯涌

45、出量的基礎數(shù)據(jù)，是礦井瓦斯抽放設計的重要參數(shù)之一。因此，測量煤層中的瓦斯壓力，估算煤層中的瓦斯含量是礦井瓦斯防治的一項十分重要的工作。3）根據(jù)方法特點： （1）直接測定法，該法比較簡單，直接從煤、巖試樣中抽出瓦斯，測定其成分和瓦斯含量。 （2）間接測定方法，比較復雜，先測定孔隙率、a、b值，煤的工業(yè)分析，再計算瓦斯含量。第61頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定測定步驟采樣井下自然瓦斯解吸量測定損失瓦斯量計算實驗室煤樣脫氣及氣體成分分析煤層瓦斯含量計算 直接法測定，煤層瓦斯含量井下直接測定方法（GBT 23250-2009）第62頁，共112頁，2

46、022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定1、采樣 采樣準備： 1）所有用于取樣的煤樣罐在使用前必須進行氣密性檢測；氣密性檢測可以通過向煤樣罐注空氣至1.5MPa以上，關閉后擱置12h，壓力不降低方可使用。不應在絲扣及膠墊上涂潤滑油。 2）解吸儀在使用前，將量管內灌滿水，放置10min量筒水面不降低為合格。2）意義：煤層瓦斯含量是確定礦井瓦斯涌出量的基礎數(shù)據(jù)，是礦井瓦斯抽放設計的重要參數(shù)之一。因此，測量煤層中的瓦斯壓力，估算煤層中的瓦斯含量是礦井瓦斯防治的一項十分重要的工作。煤樣采集： 1)采樣鉆孔布置：同一地點應布置兩個取樣鉆孔，取樣點間距不小于5m. 2)在石門或巖石

47、巷道可打穿層鉆孔取煤樣，在新暴露的煤巷中應首選煤芯采取器（簡稱煤芯管）或其他定點取樣裝置定點采集煤樣。第63頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定1、采樣 采樣深度： 采樣深度應按以下兩種情況確定：（1）測定煤層原始瓦斯含量時，采樣深度應超過鉆孔施工地點巷道的影響范圍，并滿足以下要求：在采掘工作面取樣時，采樣深度應根據(jù)采掘工作面的暴露時間來確定，但不應小于12m；在石門或巖石巷道采樣時，距離煤層的垂直距離應視巖性而定，但不應小于5m。（2）抽采后煤層殘余瓦斯含量測定時，采樣深度應符合AQ1026的規(guī)定。 采樣時間: 采樣時間是指用于瓦斯含量測定的煤樣

48、從暴露到被裝入煤樣罐密封所用的實際時間，不應超過5min.第64頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定1、采樣 采樣要求： 1）對于柱狀煤芯，采取中間不含矸石的完整的部分； 2) 對于粉狀及塊狀煤芯，要刪除矸石及研磨燒焦部分； 3）不應用水清洗煤樣，保持自然狀態(tài)裝入密封罐中，不可壓實，罐口保留約10mm空隙；采樣記錄：采樣時，應同時收集以下有關參數(shù)記錄在采樣記錄表中(參見附錄A) 。 1) 采樣地點：礦井名稱、煤層名稱、埋深（地面標高、底板標高）、采樣深度、鉆孔方位、鉆孔傾角； 2）采樣時間：取樣開始時間、取樣結束時間、裝樣結束時間； 3)編號：煤樣

49、罐號、樣品編號。 第65頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定2、井下自然瓦斯解吸量測定 井下自然解吸瓦斯量采用排水集氣法，瓦斯解吸儀與煤樣罐連接； 每間隔一定時間記錄量管讀書及測定時間，連續(xù)觀測（60120）min或解吸量小于2cm2/min為止，開始觀測前30min內，間隔1min讀一次數(shù)，以后每隔（25）min讀一次數(shù)，將觀測結果填寫到測定記錄表中（見附錄B），同時節(jié)理氣溫、水溫及大氣壓力。 測定結束后，密封煤樣罐，并將煤樣罐沉入清水中，仔細觀測10min，如果發(fā)現(xiàn)有氣泡冒出，則該試樣作廢應重新測試；如果不漏氣，送實驗室繼續(xù)測定。第66頁，共1

50、12頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定2、井下自然瓦斯解吸量測定測試過程演示第67頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定3、損失量計算試驗和理論分析結果表明，煤樣在剛開始暴露的一段時間內，累計解吸的瓦斯量與煤樣解吸時間的平方根成正比例，即： Vz煤樣自暴露時起到解吸測定進行時間為t時的瓦斯總解吸體積，ml； t0煤樣在解吸測定前的暴露時間，min； t1提鉆時間，據(jù)經驗煤樣在鉆孔的暴露時間取為，min； t2解吸測定前煤樣在地面的暴露時間，min； t煤樣解吸測定的時間，min； k比例常數(shù)，。第68頁，共112頁

51、，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定3、損失量計算解吸實驗測出的瓦斯解吸量V僅為煤樣總解吸量Vz的一部分，僅是t0到t那部分解吸量，解吸測定前煤樣在暴露時間t0時已損失的瓦斯量 因此 從現(xiàn)場應用該法的來看，損失瓦量量占煤樣總瓦斯量的10%50%。應盡量減少煤樣的暴露時間，盡量選取較大粒度的煤樣，以減小瓦斯損失量在煤樣總瓦斯量中所占的比重。第69頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定4、實驗室脫氣及氣體成分分析經過解吸測定結束后的煤樣，在密封狀態(tài)下應盡快送到試驗室進行加熱（95）真空脫氣，脫氣完后將煤樣粉碎，再進行一次脫

52、氣，最后進行氣體組分分析。脫氣、粉碎和氣體分析方法與測殘存瓦斯含量時相同。第70頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定4、實驗室脫氣及氣體成分分析實驗室脫氣演示第71頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定5、煤層瓦斯含量計算X0煤樣的原始瓦斯含量，ml/g;V1煤樣解吸測定中累計解吸出的瓦斯體積，ml；V2計算出的瓦斯損失量，ml；V3煤樣粉碎前的脫出量，ml；V4煤樣粉碎后的脫出量，ml；G煤樣重量，g；第72頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定 間接法測定：

53、 （1）根據(jù)瓦斯壓力和煤吸附等溫曲線確定瓦斯含量； （2）含量系數(shù)法； （3）根據(jù)煤殘存瓦斯量推算煤層瓦斯含量第73頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定1、根據(jù)瓦斯壓力和煤吸附等溫曲線確定瓦斯含量式中 X純煤（煤中可燃質）的瓦斯含量，m3/t； p煤層瓦斯壓力，MPa；a吸附常數(shù)，試驗溫度下煤的極限吸附量，m3/t；b吸附常數(shù)，MPa-1；ts試驗室作吸附試驗的溫度，；t井下煤體溫度，；Mad煤中水分含量，%； n系數(shù)，按下式確定： K-煤的孔隙容積，m3/t； k-甲烷壓縮系數(shù)，由相關數(shù)表查的。(可燃質)式中 X0原煤瓦斯含量，m3/t； X 可

54、燃基瓦斯含量，m3/t； Aad煤中灰分含量，%； Mad煤中水分含量，%。第74頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定2、含量系數(shù)法中國礦業(yè)大學周世寧提出：式中X煤層瓦斯含量，m3/t；p煤層瓦斯壓力，MPa； 煤的瓦斯含量系數(shù)， 第75頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定2、含量系數(shù)法測試步驟： (1) 在掘進巷道的新鮮暴露煤面，用煤電鉆打眼采煤樣，煤樣粒度為0.10.2mm，重量為6075g，裝入密封罐。 (2) 用井下鉆孔自然涌出的瓦斯作為瓦斯源，用特制的高壓打氣筒，將鉆孔涌出的瓦斯打入密封罐內。

55、為了排除氣筒和罐內殘存的空氣，應先用瓦斯清洗氣筒和煤樣罐數(shù)次，然后向煤樣正式注入瓦斯。特制打氣筒打氣最高壓力達2.5MPa時，即可滿足測定含量系數(shù)的要求。 (3) 煤樣罐充氣達2.5MPa時，即關閉罐的閥門，然后送入試驗室在簡易測定裝置上測定調至不同平衡瓦斯壓力下煤樣所解吸出的瓦斯量。最后按式求出平均的煤的瓦斯含量系數(shù)值。第76頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五2.2 煤層瓦斯含量測定3、根據(jù)煤殘存瓦斯量推算煤層瓦斯含量波蘭提出： 在正常作業(yè)的掘進工作面，在煤壁暴露30min后，從煤層頂部和底部各取一個煤樣，裝入密封罐，送入試驗室測定煤的殘存瓦斯含量。如工作面煤壁暴露時

56、間已超過30min，則采樣時應把工作面煤壁清除0.20.3m深，再采煤樣。(1)當實測煤的殘存量小于3m3/t。(2)當實測煤的殘存量大于3m3/t。X0純煤原始瓦斯含量，m3/t；Xc實測煤的殘存瓦斯含量，m3/t。第77頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五三、煤層透氣性系數(shù)測定原理測定方法 3.13.2第78頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五3.1 測定原理 煤是一種多孔介質，在一定的壓力梯度下，氣體和液體可以在煤體中流動。煤層透氣性是煤層對瓦斯流動的阻力，通常用透氣性系數(shù)來表示。透氣性系數(shù)越大，瓦斯在煤層中流動越容易。 煤層透氣性系數(shù)在我國普

57、遍用的單位是m2/MPa2.d。 物理意義：在1米長的煤體上，當壓力平方差為1 MPa2時，通過1m2煤層斷面，每日流過的瓦斯立方米數(shù)。1m2/MPa2.d相當于0.025mD(毫達西)。第79頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五3.1 測定原理K計算公式(徑向穩(wěn)定流)式中 K-煤樣的透氣性系數(shù)，D(達西)； -在試驗溫度條件下，瓦斯的絕對粘度，10-3PaS； P1、P2-煤樣瓦斯入口和出口端的瓦斯壓力，Mpa； Pa-大氣壓力，0.1Mp； Q-瓦斯流量，cm3/s； L-煤樣長度，cm； F-煤樣斷面積，cm2；第80頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45

58、分，星期五3.2 測定方法測定方法(1)打鉆測定煤層瓦斯壓力。(2)卸壓測定鉆孔瓦斯流量。(3)測定煤層瓦斯含量系數(shù)。(4)煤層透氣性系數(shù)計算方法(徑向非穩(wěn)定流) 中國礦業(yè)大學在實驗室用相似模擬試驗方法進行試驗，并以相似準數(shù)表達了試驗的結果。第81頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五3.2 測定方法徑向不穩(wěn)定流計算公式F0=10-21， =A1.61B0.61 F0=110， =A1.39B0.39 F0=10102 =1.1A1.25B0.25 F0=102103， =1.83A1.14B0.137 F0=103105， =2.1A1.11B0.111 F0=10510

59、7， =3.14A1.07B0.07P0-煤層原始絕對瓦斯壓力(表壓力加0.1)，MpaP1-鉆孔中的瓦斯壓力，一般為0.1Mpa；-煤層的透氣性系數(shù)，m2/Mpa2.d；r1-鉆孔半徑，m；q-在排放時間為t時，鉆孔煤壁單位面積的瓦斯流量，m3/m2d；X-煤的瓦斯含量，m3/m3；P-確定煤瓦斯含量時的瓦斯壓力，Mpa；Q-時間t時測出的鉆孔流量，m3/t；L-鉆孔見煤長度，一般為煤層厚度，m；t-從鉆孔卸壓到測定鉆孔瓦斯流量時間，d；a-煤層瓦斯含量系數(shù)，第82頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五3.2 測定方法 注意事項(1) 打測壓鉆孔時要注意有無噴孔，如有噴孔

60、，應測定噴出的煤量，然后折合計算孔徑；(2) 測定鉆孔瓦斯流量時，可在不同時間多測幾個瓦斯流量值，以便分析距鉆孔不同距離煤體透氣性的變化規(guī)律；(3) 卸壓后到測定流量時間長時，鉆孔見長度可不取實測值(如鉆孔與煤層面斜交)，而取等于煤厚；如時間短，則L值可取為鉆孔見煤長度。第83頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五四 煤層百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)第84頁，共112頁，2022年，5月20日，2點45分，星期五4.1 煤層百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)計算 不受采動影響條件下，煤層內鉆孔的瓦斯流量隨時間呈衰減變化的特征系數(shù)稱為鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)。它可以作為評價煤層預抽瓦斯難易程度