礦井瓦斯基礎(chǔ)理論及瓦斯壓力測(cè)定

礦井瓦斯根底理論及瓦斯壓力測(cè)定淮北礦業(yè)集團(tuán)公司瓦斯治理技術(shù)第二期培訓(xùn)班中國礦業(yè)大學(xué)平安工程學(xué)院目錄一、概述二、瓦斯在煤層中賦存及流動(dòng)規(guī)律三、瓦斯壓力測(cè)定的目的和意義四、瓦斯壓力測(cè)定技術(shù)開展概況五、瓦斯壓力測(cè)定國家標(biāo)準(zhǔn)六、淮北礦區(qū)瓦斯測(cè)壓難點(diǎn)七、瓦斯壓力測(cè)定方法八、資料匯總第一章概述煤層瓦斯壓力是重要的瓦斯參數(shù)之一，瓦斯壓力越大，煤層瓦斯含量越大，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性也越大。煤層瓦斯壓力測(cè)定是煤礦的勘探和開采的重要工作之一。準(zhǔn)確測(cè)定瓦斯壓力，對(duì)保證礦井平安生產(chǎn)具有重要意義。50多年來，淮北礦業(yè)集團(tuán)下屬的十幾對(duì)煤礦，進(jìn)行了大量的煤層瓦斯壓力的測(cè)定，積累了不少施工經(jīng)驗(yàn)，也遇到了各種各樣的問題。經(jīng)過不斷的探索和創(chuàng)新，總結(jié)出了一套行之有效的鉆孔施工和封孔方法，解決了含水層和破碎巖層對(duì)瓦斯測(cè)壓的影響。本培訓(xùn)材料介紹了煤層瓦斯賦存和流動(dòng)規(guī)律，強(qiáng)調(diào)了準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力的重要意義，總結(jié)了前人煤層瓦斯壓力測(cè)定工藝，并對(duì)淮北礦業(yè)集團(tuán)瓦斯壓力測(cè)定的具體步驟、工序進(jìn)行了詳盡的說明。使煤層瓦斯壓力測(cè)定的過程的更加標(biāo)準(zhǔn)，從而確保瓦斯壓力測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。第二章瓦斯在煤層中賦存及流動(dòng)規(guī)律瓦斯的概念及來源瓦斯的性質(zhì)瓦斯的生成瓦斯在煤層內(nèi)的存在狀態(tài)煤層瓦斯賦存的垂向分帶煤的吸附性能影響煤層瓦斯賦存及含量的主要因素

瓦斯在煤層中運(yùn)移的根本規(guī)律煤層中瓦斯流動(dòng)狀態(tài)分類2.1瓦斯性質(zhì)及其生成廣義上講，礦井瓦斯是井下有害氣體的總稱。包括：甲烷〔CH4〕、重?zé)N〔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。煤礦大局部瓦斯來自于煤層，而煤層中的瓦斯一般以甲烷為主〔可達(dá)80%~90%〕，它是威脅礦井平安的主要危險(xiǎn)源，所以在煤礦狹義的瓦斯專指甲烷〔CH4〕。瓦斯概念井下常見有害氣體物理性質(zhì)及生成瓦斯概念煤層烴類氣體組分典型氣相色譜圖礦井瓦斯組分及生成煤層烴類氣體組分質(zhì)譜定性鑒定結(jié)果礦井瓦斯組分及生成中國局部煤礦煤層瓦斯組成測(cè)定結(jié)果礦井瓦斯組分及生成甲烷是無色、無味、無嗅、可以燃燒和爆炸的氣體。它對(duì)人體的影響同氮相似，可使人窒息。由于甲烷的存在沖淡了空氣中的氧，當(dāng)甲烷濃度為43％時(shí)，空氣中相應(yīng)的氧濃度即降到12％，人感到呼吸非常急促；當(dāng)甲烷濃度在空氣中達(dá)57％時(shí)，相應(yīng)的氧濃度被沖淡到9％，人即可處于昏迷狀態(tài)，有死亡危險(xiǎn)。3，為空氣密度的0.554倍。瓦斯性質(zhì)這個(gè)時(shí)期是從腐植型有機(jī)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(jīng)厭氧微生物分解成甲烷和二氧化碳，其模式可用下式來概括：生物化學(xué)作用成氣時(shí)期微生物（纖維素）（類煙煤）瓦斯生成成煤作用各階段形成甲烷的示意反響式可描述如下：煤化變質(zhì)作用成氣在瓦斯生成的同時(shí)，芳香核進(jìn)一步縮合，碳元素進(jìn)一步集中在碳網(wǎng)中。隨著煤化變質(zhì)作用的加深，根本結(jié)構(gòu)單元中縮聚芳香核的數(shù)目不斷增加，到無煙煤時(shí)，主要由縮聚芳香核組成。從褐煤到無煙煤，煤的變質(zhì)程度越高，生成的瓦斯量也越多。瓦斯生成瓦斯生成圖2-1煤化作用〔碳含量83-92%〕成氣反響示意圖圖2-3各煤化階段甲烷生成量曲線圖2-2腐質(zhì)煤在煤化變質(zhì)階段成氣演化的一般模式游離瓦斯：由于甲烷分子的自由熱運(yùn)動(dòng)，顯示出相應(yīng)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：存在在微孔外表上和在煤的粒子內(nèi)部占據(jù)著煤分子結(jié)構(gòu)的孔穴或煤分子之間的空間。2.2煤層瓦斯賦存煤層瓦斯賦存狀態(tài)

在采深300—1200m中等變質(zhì)煤中甲烷存在狀態(tài)分布情況說明在現(xiàn)今采深下，游離瓦斯僅占5～12％，其余為吸附瓦斯。煤層瓦斯賦存狀態(tài)

2.2煤層瓦斯賦存煤中孔隙分類如下：微孔——其直徑<10-5mm，它構(gòu)成煤中的吸附容積；小孔——其直徑＝10-5～10-4mm,它構(gòu)成毛細(xì)管凝結(jié)和瓦斯擴(kuò)散空間；中孔——其直徑＝10-4～10-3mm，它構(gòu)成緩慢的層流滲透區(qū)間；大孔——其直徑＝10-3～10-1mm，它構(gòu)成強(qiáng)烈的層流滲透區(qū)間，并決定了具有強(qiáng)烈破壞結(jié)構(gòu)煤的破壞面。可見孔及裂隙——其直徑>10-1mm，它構(gòu)成層流及紊流混合滲透區(qū)間，并決定了煤的宏觀〔煤和中硬煤〕破壞面。煤中孔隙分類2.2煤層瓦斯賦存煤中的各組分是處于氣態(tài)或是液態(tài)取決于煤層溫度與瓦斯壓力，在目前開采深度與煤層瓦斯壓力下，乙烷是氣態(tài)，其它重烷是液態(tài)；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(jié)構(gòu)形式為xM·yH2O，其中M代表烴。瓦斯水化物組成見下表。煤層瓦斯賦存狀態(tài)

2.2煤層瓦斯賦存煤層瓦斯沿垂向一般可分為兩個(gè)帶：瓦斯風(fēng)化帶與甲烷帶。瓦斯風(fēng)化帶是CO2－N2、N2與N2－CH4三個(gè)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。煤層瓦斯垂向分帶2.2煤層瓦斯賦存煤層瓦斯垂向分帶2.2煤層瓦斯賦存煤層瓦斯垂向分帶2.2煤層瓦斯賦存甲烷及重?zé)N濃度之和＝80％〔按體積〕；瓦斯壓力P＝0.1～0.15MPa；相對(duì)瓦斯涌出量qCH4＝2～3m3/t煤；3/t可燃物〔長(zhǎng)焰煤〕3/t可燃物〔氣煤〕3/t可燃物〔肥、焦煤〕3/t可燃物〔瘦煤〕3/t可燃物〔貧煤〕3/t可燃物〔無焰煤〕瓦斯風(fēng)化帶的下部邊界可按以下條件確定：煤層瓦斯垂向分帶2.2煤層瓦斯賦存位于瓦斯風(fēng)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(zhǎng)。增長(zhǎng)的梯度，在不同煤質(zhì)〔煤化程度〕、不同地質(zhì)構(gòu)造與賦存條件有所不同。瓦斯壓力梯度的變化范圍為0.007～0.012MPa/m，近似于靜水壓力值。甲烷帶煤層瓦斯垂向分帶2.2煤層瓦斯賦存煤是一種天然的吸附劑，具有良好的吸附性能。煤對(duì)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外表自由力〔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。煤對(duì)瓦斯的吸附2.2煤層瓦斯賦存煤吸附瓦斯時(shí)，吸附等溫線符合朗繆爾方程式：朗繆爾方程

2.2煤層瓦斯賦存式中a――吸附常數(shù)，表示在給定的溫度下，單位質(zhì)量固體的極限吸附量，對(duì)煤體吸附瓦斯而言，該值一般為15～55m3/t；－1；p――吸附平衡時(shí)的瓦斯壓力，MPa；X――在給定溫度條件下，瓦斯壓力為P時(shí)單位質(zhì)量固體外表吸附的瓦斯量不同煤層的瓦斯吸附等溫線

隨著瓦斯壓力的升高，煤吸附的瓦斯量增大，但增長(zhǎng)率逐漸變小；當(dāng)瓦斯壓力無限增大時(shí)，煤的吸附瓦斯量趨于某一極限值。

朗繆爾方程

2.2煤層瓦斯賦存瓦斯壓力的影響溫度每升高1℃，吸附瓦斯的能力降低約8％。水分的增加使煤的吸附能力降低煤變質(zhì)程度的影響吸附含量的主要影響因素

2.2煤層瓦斯賦存水分的影響

2.2煤層瓦斯賦存煤的煤化程度反映其比外表積大小與化學(xué)組成，一般講，從揮發(fā)分為20～26％之間的煤到無煙煤，相應(yīng)的吸附量呈快速的增長(zhǎng)。煤變質(zhì)程度的影響

2.2煤層瓦斯賦存煤層瓦斯含量的影響因素煤層的埋藏深度煤層和圍巖的透氣性煤層傾角煤層露頭地質(zhì)構(gòu)造火成巖的侵入2.2煤層瓦斯賦存一般情況下，煤層及圍巖透氣性越大，瓦斯越易流失，瓦斯含量越??；反之，瓦斯易于保存，煤層的瓦斯含量大，比方孔隙與裂隙發(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(zhǎng)的地質(zhì)年代中，會(huì)排放大量的瓦斯。煤層和圍巖的透氣性煤層瓦斯含量的影響因素2.2煤層瓦斯賦存在同一埋深下，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〔40～80°〕，相對(duì)瓦斯涌出量約20m3/t，無瓦斯突出現(xiàn)象；而南翼煤層傾角緩〔6～12°〕相對(duì)瓦斯涌出量達(dá)150m3/t，而且發(fā)生了煤與瓦斯突出。煤層傾角煤層瓦斯含量的影響因素2.2煤層瓦斯賦存煤層露頭是瓦斯向地面排放的出口，露頭存在時(shí)間越長(zhǎng)，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，而且為背斜構(gòu)造，所以煤層瓦斯含量大。煤層露頭煤層瓦斯含量的影響因素2.2煤層瓦斯賦存煤系地層為沉積地層，各種巖石的透氣性有很大差異，在地層與地質(zhì)構(gòu)造的共同作用下，可能形成封閉型地質(zhì)構(gòu)造或開放型地質(zhì)構(gòu)造。封閉型地質(zhì)構(gòu)造有利于瓦斯儲(chǔ)存，開放型地質(zhì)構(gòu)造有利于瓦斯排放。地質(zhì)構(gòu)造煤層瓦斯含量的影響因素2.2煤層瓦斯賦存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(chǔ)存瓦斯構(gòu)造，其軸部煤層內(nèi)往往積存高壓瓦斯，形成“氣頂〞。在傾伏背斜的軸部，瓦斯?jié)舛韧ǔＲ哺哂谝聿?。但是?dāng)背斜軸頂部因張力形成連通地表的裂隙時(shí)，瓦斯易于流失，軸部瓦斯含量反而低于翼部。向斜構(gòu)造存在兩種情況:一種情況下，因軸部受到強(qiáng)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(bǔ)給區(qū)域縮小，當(dāng)軸部裂隙發(fā)育，透氣性好時(shí)，有利于瓦斯流失，開采至向斜軸部時(shí)，相對(duì)瓦斯涌出量反而減少。受構(gòu)造影響形成局部變厚的大煤包時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)瓦斯含量增高的現(xiàn)象。這是因?yàn)槊喊跇?gòu)造應(yīng)力作用下，周圍煤層被壓薄，上下透氣性差的巖層形成對(duì)大煤包的封閉條件。地質(zhì)構(gòu)造〔褶曲構(gòu)造〕煤層瓦斯含量的影響因素2.2煤層瓦斯賦存斷層對(duì)瓦斯含量的影響，一方面要看斷層的封閉性，另一方面要看與煤層接觸的對(duì)盤巖層的透氣性。開放性斷層(張性、張扭性、導(dǎo)水性)不管是否與地表直接相通，都會(huì)引起附近煤層瓦斯含量的降低；封閉性斷層〔壓性、壓扭性、不導(dǎo)水性〕與煤層接觸的對(duì)盤巖層透氣性差時(shí)，可以阻止瓦斯的排放，可能形成高瓦斯區(qū)域。地質(zhì)構(gòu)造〔斷層〕煤層瓦斯含量的影響因素2.2煤層瓦斯賦存巖漿侵入含煤巖系、煤層，使煤、巖層產(chǎn)生膨脹及壓縮。巖漿的高溫烘烤可使煤的變質(zhì)程度升高，增加煤的瓦斯吸附能力。巖漿巖體有時(shí)使煤層局部被覆蓋或封閉。巖漿巖的侵入引起了強(qiáng)烈的物理、化學(xué)反響，既破壞了煤的原來結(jié)構(gòu)，也導(dǎo)致了煤層的應(yīng)力不均勻分布。有時(shí)因巖脈蝕變帶裂隙增加，造成風(fēng)化作用增加，逐漸形成裂隙通道。火成巖侵入煤層對(duì)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(zhì)帶，當(dāng)煤的變質(zhì)程度不一而形成混雜狀態(tài)時(shí)，煤的力學(xué)性質(zhì)的變化，以及由此引起的應(yīng)力不均勻分布更為明顯?；鸪蓭r的侵入煤層瓦斯含量的影響因素2.2煤層瓦斯賦存煤是天然吸附體，煤層的煤化程度越高，其存貯瓦斯的能力越強(qiáng)。在甲烷帶內(nèi)，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(duì)于高變質(zhì)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?yàn)檫@種煤的結(jié)構(gòu)發(fā)生了質(zhì)的變化，其瓦斯含量很低，而且與埋深無關(guān)，例如湖南煤田礦區(qū)的文化村礦，煤變質(zhì)已接近石墨〔揮發(fā)分僅3.14%〕,煤層瓦斯含量很低。煤化程度煤層瓦斯含量的影響因素2.2煤層瓦斯賦存2.3煤層瓦斯運(yùn)移的根本規(guī)律瓦斯在煤層中運(yùn)移的根本規(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，而在微裂隙中那么屬于層流運(yùn)動(dòng)，在微孔中還存在擴(kuò)散分子滑流。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室和在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)瓦斯流動(dòng)規(guī)律的測(cè)定，其流動(dòng)規(guī)律主要是遵循達(dá)西定律，即是層流運(yùn)動(dòng)。煤層透氣性

2.3煤層瓦斯運(yùn)移的根本規(guī)律概念透氣系數(shù)的物理意義是：在1m3煤體的兩側(cè)，當(dāng)其壓力的平方差是1atm22時(shí)，通過1m2煤面，每日流過的瓦斯量。煤層透氣性系數(shù)——計(jì)算方法

2.3煤層瓦斯運(yùn)移的根本規(guī)律第三章瓦斯壓力測(cè)定的目的和意義

煤層瓦斯含量預(yù)測(cè)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)

煤層瓦斯壓力的定義與意義

煤層瓦斯壓力是指煤層孔隙中所含游離瓦斯呈現(xiàn)的壓力，即瓦斯作用于孔隙壁的壓力。煤層瓦斯壓力是決定煤層瓦斯含量多少、瓦斯流動(dòng)動(dòng)力上下以及瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象的潛能大小的根本參數(shù)，在研究與評(píng)價(jià)瓦斯儲(chǔ)量、瓦斯涌出量、瓦斯流量、瓦斯抽采與瓦斯突出問題中，掌握準(zhǔn)確可靠的瓦斯壓力數(shù)據(jù)最為重要。煤的游離瓦斯含量按氣體狀態(tài)方程計(jì)算：游離瓦斯量的計(jì)算煤的吸附瓦斯含量按朗繆爾方程計(jì)算并應(yīng)考慮煤中水分、可燃物百分比、溫度的影響系數(shù)，見下式：煤的吸附瓦斯量的計(jì)算煤的瓦斯含量等于游離瓦斯含量與吸附瓦斯含量之和。煤的瓦斯含量計(jì)算式中X為煤的天然瓦斯含量m3/t，其它符號(hào)意義同前。煤礦地下采掘過程中，在很短時(shí)間〔數(shù)分鐘〕內(nèi)，從煤〔巖〕壁內(nèi)向采掘工作空間突然噴出煤〔巖〕和瓦斯的動(dòng)力現(xiàn)象，人們稱為煤〔巖〕與瓦斯突出，簡(jiǎn)稱瓦斯突出。它是一種伴有聲響和猛烈力能效應(yīng)的動(dòng)力現(xiàn)象，它能摧毀井巷設(shè)備、破壞礦井通風(fēng)系統(tǒng)，使井巷充滿瓦斯和煤〔巖〕拋出物，能造成人員窒息、煤流埋人，甚至可能引起瓦斯爆炸與火災(zāi)事故，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷等，因此，煤與瓦斯突出是礦井最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。煤與瓦斯突出第四章瓦斯壓力測(cè)定技術(shù)開展概況黃泥封孔普通水泥漿封孔膠囊-粘液封孔聚氨酯泡沫封孔特種膨脹水泥封孔法煤層原始瓦斯含量法1980年以前，國內(nèi)外常用固體材料進(jìn)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(cè)壓時(shí)〕的一種。對(duì)于孔深5~10m，孔徑Φ50~75mm，傾角不大的鉆孔均可采用該方法進(jìn)行封孔。該方法以質(zhì)地致密、富于可塑性的半干的黃泥或水泥團(tuán)為封孔材料。黃泥封孔1-壓力表；2-三通；3-木楔；4-測(cè)壓管；5-擋板；6-煤層圖4-1黃泥封孔測(cè)壓簡(jiǎn)圖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本錢較低等優(yōu)點(diǎn)，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(tuán)作為封孔材料密封鉆孔，待其凝固后，使用測(cè)壓管檢測(cè)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。普通水泥漿封孔該封孔方法是用兩個(gè)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(nèi)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(gè)骨料塞，密封液中的粘液在高壓作用下滲過骨料進(jìn)入孔壁微裂隙中。膠囊-粘液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(shí)現(xiàn)鉆孔的快速密封。

聚氨酯泡沫封孔各種封孔方法的使用條件及優(yōu)缺點(diǎn)測(cè)定方法及原理⑴現(xiàn)場(chǎng)鉆屑瓦斯解吸測(cè)量⑵瓦斯解吸時(shí)間確實(shí)定⑶瓦斯損失量的計(jì)算⑷根據(jù)鉆屑解吸速率r0推算瓦斯損失量⑸瓦斯量換算煤層原始瓦斯含量法煤層原始瓦斯含量法解吸瓦斯量按下式換算成保準(zhǔn)條件下體積：

式中V0——標(biāo)準(zhǔn)狀況下解吸瓦斯體積，mL；V——量管內(nèi)解吸瓦斯體積，mL；Pa——測(cè)定地點(diǎn)大氣壓力，Pa；t——測(cè)定地點(diǎn)氣溫，℃；Ps——測(cè)定地點(diǎn)氣溫下飽和水蒸氣壓力，Pa。解吸測(cè)定后的煤樣送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行真空脫氣與粉碎后再脫氣測(cè)定煤體剩余瓦斯體積，兩次脫氣的體積共為V//。煤層原始瓦斯含量法煤層瓦斯含量計(jì)算

瓦斯壓力反推計(jì)算

第五章瓦斯壓力測(cè)定國家標(biāo)準(zhǔn)按測(cè)壓方式按封孔材料測(cè)定地點(diǎn)的選擇測(cè)定方法的選擇鉆孔施工封孔施工瓦斯壓力觀測(cè)與確定通過鉆孔揭露煤層，安設(shè)測(cè)定儀表并密封鉆孔，利用煤層中瓦斯的自然滲透原理測(cè)定在鉆孔揭露處到達(dá)平衡的瓦斯壓力。按測(cè)壓方式1.主動(dòng)測(cè)壓法鉆孔封完孔后，通過鉆孔向被測(cè)煤層充入補(bǔ)償氣體到達(dá)瓦斯壓力平衡而測(cè)定煤層瓦斯壓力的測(cè)壓方法。補(bǔ)償氣體可選用高壓氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。補(bǔ)償氣體的充氣壓力應(yīng)略高于預(yù)計(jì)煤層瓦斯壓力。2.被動(dòng)測(cè)壓法 鉆孔封完孔后，通過被測(cè)煤層瓦斯的自然滲透，到達(dá)瓦斯壓力平衡而測(cè)定其瓦斯壓力的測(cè)壓方法。按封孔材料1.黃泥、水泥封孔測(cè)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(cè)定。2.膠囊一密封粘液封孔測(cè)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(cè)定。3.注漿封孔測(cè)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(cè)定，特別適用于近距離煤層群分煤層的瓦斯壓力測(cè)定。測(cè)定地點(diǎn)的選擇測(cè)定方法的選擇鉆孔施工

測(cè)壓處巖石堅(jiān)硬、少裂隙，可采用黃泥、水泥封孔測(cè)壓法；在松軟巖層及煤巷中測(cè)定煤層的瓦斯壓力時(shí)，鉆孔長(zhǎng)度≤15m時(shí)應(yīng)采用膠囊一密封粘液封孔測(cè)壓法；鉆孔長(zhǎng)度>15m時(shí)應(yīng)采用注漿封孔測(cè)壓法。豎井揭煤可采用注漿封孔測(cè)壓法；測(cè)定鄰近煤層的瓦斯壓力或煤層群分層測(cè)壓應(yīng)采用注漿封孔測(cè)壓法；測(cè)壓時(shí)間充足時(shí)，宜采用被動(dòng)測(cè)壓法；測(cè)壓時(shí)間較短時(shí)，應(yīng)采用主動(dòng)測(cè)壓法。

鉆孔的開孔位置應(yīng)選在巖石(煤壁)完整的位置。鉆孔施工應(yīng)保證鉆孔平直、孔形完整，穿層測(cè)壓鉆孔宜穿煤層全厚。鉆孔施工好后，應(yīng)立即清洗鉆孔，保證鉆孔暢通。在鉆孔施工中應(yīng)準(zhǔn)確記錄鉆孔方位、傾角、長(zhǎng)度、鉆孔開始見煤長(zhǎng)度及鉆孔在煤層中長(zhǎng)度煤層厚度，鉆孔開鉆時(shí)間、見煤時(shí)間及鉆畢時(shí)間。要求要求同一地點(diǎn)應(yīng)打兩個(gè)測(cè)壓鉆孔，鉆孔口距離應(yīng)在其相互影響范圍外，其見煤點(diǎn)的距離除石門測(cè)壓外應(yīng)不小于20m；除在煤巷中測(cè)定本煤層瓦斯壓力外，測(cè)定地點(diǎn)應(yīng)選擇在石門或巖巷中；鉆孔應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、巷道的卸壓圈和采動(dòng)影響范圍；測(cè)定煤層原始瓦斯壓力的見煤點(diǎn)應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、巷道、采動(dòng)及抽放等的影響范圍；選擇瓦斯壓力測(cè)定地點(diǎn)應(yīng)保證有足夠的封孔深度；瓦斯壓力測(cè)定地點(diǎn)宜選擇在進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，行人少且便于安設(shè)保護(hù)柵欄的地方。要求封孔施工瓦斯壓力觀測(cè)與確定主動(dòng)測(cè)壓法應(yīng)每天觀測(cè)一次，被動(dòng)測(cè)壓法應(yīng)至少3天觀測(cè)一次。在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)瓦斯壓力值變化較大，那么應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)。采用主動(dòng)測(cè)壓法時(shí)，當(dāng)煤層的瓦斯壓力小于4MPa時(shí)需5~10d；當(dāng)煤層的瓦斯壓力大于4MPa時(shí)，那么需20~40d；被動(dòng)測(cè)壓法時(shí)，那么視煤層的瓦斯壓力及透氣性大小的不同，需30d以上。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)測(cè)壓時(shí)間到達(dá)規(guī)定時(shí)，如壓力變化小于0.005MPa/d，測(cè)壓工作即可結(jié)束；對(duì)于上向測(cè)壓鉆孔，在結(jié)束測(cè)壓工作、撤卸表頭時(shí)(撤表頭時(shí)應(yīng)制定相應(yīng)的平安措施)，應(yīng)測(cè)量從鉆孔中放出的水量，根據(jù)鉆孔參數(shù)、封孔參數(shù)計(jì)算出鉆孔水的靜水壓力，并從測(cè)定壓力中扣除。對(duì)水平及下向測(cè)壓孔那么以測(cè)定值作為瓦斯壓力值；同一地點(diǎn)以最高瓦斯壓力作為測(cè)定結(jié)果。封孔深度A.封孔深度應(yīng)超過鉆孔施工地點(diǎn)巷道的影響范圍，并滿足以下要求：a)黃泥、水泥封孔測(cè)壓法的封孔深度應(yīng)不小于5m；b)膠囊-粘液封孔測(cè)定本煤層瓦斯壓力的封孔深度應(yīng)不小于10m；c)注漿封孔測(cè)壓法的封孔深度不小于12m，煤層群分層測(cè)壓時(shí)那么應(yīng)封堵至被測(cè)煤層在鉆孔側(cè)的頂板或底板；d)應(yīng)盡可能加長(zhǎng)測(cè)壓鉆孔的封孔深度。B.本煤層測(cè)壓孔封孔應(yīng)保證其測(cè)壓氣室長(zhǎng)不小于1.5m，穿層測(cè)壓孔的封孔不宜超過被測(cè)煤層在鉆孔側(cè)的頂板或底板。要求要求第六章淮北礦區(qū)瓦斯測(cè)壓難點(diǎn)淮北礦區(qū)煤層頂?shù)装搴畬虞^多，地層中巖石含水較大。斷層和破碎巖層多。鉆孔出水會(huì)對(duì)瓦斯測(cè)壓帶來兩方面不利影響：

鉆孔出水會(huì)影響封孔效果，封孔設(shè)備放入孔內(nèi)困難，往往放不到孔內(nèi)適宜的位置，封堵孔口時(shí)難度較大，密封質(zhì)量難以保證，出水還會(huì)影響水泥漿液等封孔材料的凝固效果等。

鉆孔有水會(huì)影響煤層瓦斯壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性。如果含水層在原始條件下已經(jīng)與煤層相連通，外表水與瓦斯壓力早已實(shí)現(xiàn)壓力平衡，這時(shí)測(cè)出的水與瓦斯平衡壓力即為原始瓦斯壓力；當(dāng)煤層與含水層之間具有良好的隔水層如完整的粘土、頁巖、粉砂巖等時(shí)，因?yàn)樗膲毫εc瓦斯壓力未達(dá)平衡，此時(shí)測(cè)量出的壓力不能代表原始瓦斯壓力；當(dāng)水壓高于瓦斯壓力時(shí)，測(cè)出的瓦斯壓力值將高于煤層真實(shí)瓦斯壓力。淮北礦區(qū)煤層頂?shù)装搴畬虞^多且破碎巖層較為發(fā)育，給煤層瓦斯壓力的測(cè)定帶來了一定的困難。因此，有必要對(duì)煤層瓦斯壓力測(cè)定方法進(jìn)行探索與創(chuàng)新，在不同條件下選用合理的封孔測(cè)壓工藝，克服以上困難，才能準(zhǔn)確測(cè)出煤層真實(shí)的瓦斯壓力。第七章瓦斯壓力測(cè)定方法正常測(cè)壓鉆孔施工工序遇含水層或破碎帶時(shí)鉆孔施工工序仰孔封孔工藝俯孔封孔工藝近距離煤層群瓦斯壓力測(cè)定方法裝表測(cè)壓及補(bǔ)充氮?dú)馔咚箟毫τ^測(cè)瓦斯壓力確定方法測(cè)壓地點(diǎn)選擇的原那么如下：瓦斯壓力測(cè)量地點(diǎn)一般選擇在巖石比較完整，周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一的巖巷中進(jìn)行。為準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力，測(cè)壓地點(diǎn)應(yīng)選擇在石門或巷道中進(jìn)行。通過煤層周圍的巖柱向未開采的煤層打鉆測(cè)壓。測(cè)壓鉆孔及其見煤點(diǎn)應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、巷道的卸壓圈和采動(dòng)影響范圍。選擇瓦斯壓力測(cè)定地點(diǎn)應(yīng)保證有足夠的封孔深度。同一地點(diǎn)應(yīng)打兩個(gè)測(cè)壓鉆孔，鉆孔口距離應(yīng)在其相互影響范圍外，其見煤點(diǎn)的距離除石門測(cè)壓外應(yīng)不小于20m，測(cè)量的結(jié)果以壓力較高的一個(gè)為準(zhǔn)。根據(jù)?瓦斯抽采根本指標(biāo)?及安徽省煤礦瓦斯治理規(guī)定：高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井每個(gè)采區(qū)垂深每增加50m時(shí)，應(yīng)選擇適宜地點(diǎn)測(cè)定煤層瓦斯壓力，同一地點(diǎn)測(cè)壓應(yīng)打兩個(gè)測(cè)壓鉆孔。如果必須在斷層、裂隙帶或破碎帶地段施工測(cè)壓孔時(shí)，首先必須采用水泥漿或其它封堵材料，封堵圍巖裂隙；同一地點(diǎn)測(cè)壓應(yīng)打兩個(gè)測(cè)壓鉆孔，鉆孔口距離應(yīng)在其相互影響范圍外，其見煤點(diǎn)的距離除石門測(cè)壓外應(yīng)不小于20m。瓦斯壓力測(cè)量結(jié)果以壓力較大的一個(gè)為準(zhǔn)；具體要求如下：目標(biāo)煤層50m范圍內(nèi)無采空區(qū)，盡量選取在最近幾年新開拓的巖石巷道；測(cè)量地點(diǎn)一般選擇在巖石比較完整，周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一的巖巷中進(jìn)行；測(cè)壓鉆孔及其見煤點(diǎn)應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、巷道卸壓圈和采動(dòng)影響范圍，測(cè)壓煤層周圍巖石致密完整、無破碎帶；煤層50m范圍內(nèi)無斷層和大的裂隙；巖層無淋水，巖柱〔垂高〕至少大于10m；瓦斯壓力測(cè)定地點(diǎn)宜選擇在進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，行人少且便于安設(shè)保護(hù)柵欄的地方；如果選取順煤層施工測(cè)壓孔，鉆孔長(zhǎng)度不小于40m，選取構(gòu)造簡(jiǎn)單有利于施工的最新開掘的煤巷；根據(jù)?瓦斯抽采根本指標(biāo)?及安徽省煤礦瓦斯治理規(guī)定：高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井每個(gè)采區(qū)垂深每增加50m時(shí)，應(yīng)選擇適宜地點(diǎn)測(cè)定煤層瓦斯壓力，同一地點(diǎn)測(cè)壓應(yīng)打兩個(gè)測(cè)壓鉆孔；具體要求如下：選擇瓦斯壓力測(cè)定地點(diǎn)應(yīng)保證有足夠的封孔深度。一般的巖巷打鉆，鉆孔深度不宜小于10m；鉆孔必須打在平巷上方15m或下方20m處〔如圖7-1〕。應(yīng)盡可能地選擇施工仰角測(cè)壓孔，防止俯角和水平鉆孔；正常測(cè)壓鉆孔施工工序

根據(jù)鉆場(chǎng)地點(diǎn)和煤層位置，確定鉆孔開口位置、鉆孔角度、方位和深度等；開孔后，一般選用Ф75mm的鉆頭鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中，及時(shí)根據(jù)鉆屑判斷鉆孔地質(zhì)情況，參照地質(zhì)柱狀圖，比對(duì)分析鉆孔的實(shí)際地質(zhì)構(gòu)造；孔時(shí)應(yīng)及時(shí)記錄鉆孔情況，包括鉆進(jìn)尺度，有無卡鉆、包鉆、頂鉆等情況；鉆到煤層時(shí)，應(yīng)及時(shí)記錄見煤地點(diǎn)、見煤時(shí)間、煤層厚度、穿煤厚度等參數(shù)；一般鉆孔應(yīng)穿過煤層0.5m為終孔位置?！踩缬雒簩又苯禹敽?，鉆孔也可不穿透煤層，防止頂板水影響瓦斯壓力測(cè)定?！持苯鱼@孔穿過煤層施工方案，主要針對(duì)煤層周圍沒有地質(zhì)構(gòu)造，巖層穩(wěn)定完整，巖層無淋水等而設(shè)計(jì)的鉆孔施工方案。具體的施工工序如下：鉆孔位置及鉆孔參數(shù)確定鉆孔施工鉆孔清理根據(jù)鉆場(chǎng)地點(diǎn)和煤層位置，確定鉆孔開口位置、鉆孔角度、方位和深度等；鉆孔終孔后退出鉆桿，必要時(shí)要進(jìn)行鉆孔清孔。遇含水層或破碎帶時(shí)鉆孔施工工序

掃凈孔內(nèi)巖屑后，將Ф108mm帶法蘭盤的孔口管送進(jìn)孔內(nèi)，孔口管露出鉆孔外長(zhǎng)度100~300mm左右為宜；先用木楔、棉紗、快硬水泥把孔口管固定好，再用水泥漿〔水：水泥＝1：1.5〕加固孔口管；對(duì)于40°以上的仰孔，在孔壁和孔口管之間插入4分鐵管，采用外壁注漿；40°以下仰孔及俯孔采用孔內(nèi)注漿，將孔口管外端加上法蘭盤向孔內(nèi)注漿，直到孔口管外不再漏漿為止；根據(jù)地質(zhì)資料判斷鉆孔位置可能要穿過破碎帶，軟煤層或含水層時(shí)，需要安設(shè)注漿加固孔口管，以便對(duì)孔內(nèi)的破碎帶、滲水巖層進(jìn)行注漿封堵施工作準(zhǔn)備。這種施工方案主要為處理鉆孔經(jīng)過巖層破碎帶，孔壁滲水等情況，減小由此對(duì)鉆孔鉆進(jìn)和封孔測(cè)壓造成的影響。具體施工工序如下：初次鉆進(jìn)固定孔口初次掃孔初次試壓選好開孔位置后，選用Ф113mm鉆頭鉆進(jìn)5~6m深停止，退出鉆桿；用注漿泵注水對(duì)孔口管做耐壓試驗(yàn)。要求孔口管耐壓8MPa，耐壓穩(wěn)定時(shí)間不少于10min；待加固孔口管的水泥漿液凝固24~48小時(shí)后，用Ф75mm鉆頭掃孔到6.5m處停止鉆進(jìn)，退出鉆桿；遇含水層或破碎帶時(shí)鉆孔施工工序

待水泥漿充分凝固后，以原孔〔軸心〕為中心通過掃孔，二次施工小孔徑〔一般為Φ75mm〕至接近煤層處；退鉆觀察孔口是否有水流出或滲出30min。如果仍舊有水那么需重復(fù)上面步驟，直至孔口不出水為止；確定堵水成功后，繼續(xù)鉆孔施工至穿透煤層0.5m終孔〔如果煤層直接頂含水，鉆孔也可以不穿透煤層進(jìn)入頂板〕。繼續(xù)鉆進(jìn)再次試壓注漿二次掃孔耐壓試驗(yàn)合格方可鉆進(jìn)，不合格那么須重新注漿加固，重新耐壓實(shí)驗(yàn)，直至孔口管耐壓試驗(yàn)合格；孔口管耐壓實(shí)驗(yàn)合格后，用Ф75mm鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)；鉆孔施工到接近煤層時(shí)停鉆，退出鉆桿。注意不要鉆入煤層；孔口管接上法蘭盤，再次試壓；根據(jù)鉆孔大小和鉆孔深度，確定注入水泥漿液的量；試壓合格后，利用高壓注漿泵向孔內(nèi)注入水泥漿填滿整個(gè)鉆孔。注漿堵水壓力不小于8MPa。水泥漿配比為，水：水泥＝1：0.5~1：1.5。水泥漿濃度可逐漸增加，初期用清水或稀水泥漿沖開裂隙通道；仰孔封孔工藝

仰孔打好后，如果孔內(nèi)沒有出水可以實(shí)施測(cè)壓管路鋪設(shè)并實(shí)施注漿封孔。具體操作步驟為：管路鋪設(shè)密封孔口注漿封孔。具體封孔施工步驟如下：

管路鋪設(shè)要在封孔之前完成。鋪設(shè)的管路包括：測(cè)壓管、檢查管〔又稱回漿管〕、注漿管。它們分別完成測(cè)定瓦斯壓力、標(biāo)定漿液在孔內(nèi)位置、向孔內(nèi)注入漿液。如圖7-2所示。具體施工步驟如下：圖7-2仰孔封孔測(cè)壓示意圖

管路鋪設(shè)仰孔封孔工藝

回漿管為外徑為20mm的PVC塑料管。每段長(zhǎng)度為2m〔根據(jù)巷道寬度而定〕，用兩通連接；在距離回漿管頂端4m的位置，PVC管連接處改用一個(gè)三通連接〔如圖7-3〕，使得注入的漿液到達(dá)此處時(shí)由三通返回孔口，起到檢查注漿位置的作用；將測(cè)壓膠管用鐵絲綁扎在回漿管上送入孔內(nèi)。測(cè)壓管頂端要略微超過檢查管頂端〔100mm左右〕，防止?jié){液進(jìn)入測(cè)壓管內(nèi)；每送入一段〔2~3m〕回漿管和測(cè)壓管，用鐵絲綁定一次，使測(cè)壓管與回漿管不發(fā)生滑移；將測(cè)壓管和回漿管送到位置時(shí)，須保證兩根管路在孔外露出足夠長(zhǎng)度〔不小于300mm〕，以便后續(xù)裝表操作；打好鉆孔后，根據(jù)鉆孔長(zhǎng)度確定送入孔內(nèi)測(cè)壓管和回漿管的長(zhǎng)度；測(cè)壓管是內(nèi)徑為Ф5mm的耐高壓膠管。測(cè)壓管頂端500mm范圍內(nèi)的管壁上開一些小孔，并包裹80目的鐵砂網(wǎng)，防止碎煤屑堵塞氣孔；測(cè)壓管具體施工步驟如下：向孔口放入1m長(zhǎng)的注漿管，同樣露出孔口300mm為宜；向孔口內(nèi)塞入木楔，固定管路?；貪{管注漿管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：利用注漿泵，向孔內(nèi)注入水泥漿液；如果孔口周圍沒有較大裂隙，漿液會(huì)很快到達(dá)回漿管的位置，從回漿管返回至孔口；發(fā)現(xiàn)回漿管口有漿液返回時(shí)，可立即關(guān)閉回漿管閥門，停止注漿；等待水泥漿液凝固〔一般24h〕后可以裝壓力表。

密封孔口完成管路鋪設(shè)后，需要對(duì)鉆孔孔口部位進(jìn)行密封加固工作。首先將浸透水的快干水泥卷塞入孔中，用木棍將其盡量向孔深處搗實(shí)，直至孔口。

注漿封孔密封孔口完成后，向孔內(nèi)注入特種水泥漿液。水泥漿的組成配比〔重量比〕可按如下兩種配比配制：特種水泥：水＝110：80：注漿時(shí)水泥漿液不宜過稠或過稀，以用手撈出時(shí)漿液呈線狀液滴為宜。仰孔封孔工藝

如果鉆孔周邊巖石有裂隙，注漿時(shí)周圍出現(xiàn)漏漿時(shí)，應(yīng)采取間歇式注漿，其施工步驟如下：假設(shè)孔口周邊有明顯裂隙，注漿時(shí)漿液會(huì)從孔口周圍巖石的裂隙中漏出；這時(shí)先停止注漿；向水泥漿液中摻混木屑或細(xì)沙，也可參加少量的粘稠劑〔如水玻璃〕等，并攪拌均勻；實(shí)施間歇式注漿，每隔2~3分鐘注一次漿，每次注漿量視周邊裂隙發(fā)育情況而定。一般注漿到周邊裂隙開始連續(xù)漏漿為止；間歇注漿至周邊裂隙不再有漿液漏漿時(shí)，可實(shí)施連續(xù)注漿至回漿管回漿為止；回漿管返回漿液后，停止注漿泵，關(guān)閉注漿管球形閥，注漿施工完畢。水泥漿液內(nèi)摻入細(xì)沙、木屑和粘稠劑等，實(shí)施間歇式注漿，可以有效使?jié){液滲入周邊裂隙中并凝固堵住周邊裂隙。俯孔封孔工藝

封孔材料主要有水泥、棉絮及水玻璃，如圖7-4，鉆孔具體封孔步驟如下：圖7-4俯孔封孔測(cè)壓示意

圖鉆孔施工

排水排渣

包纏棉絮線、連接管路

封孔

俯孔封孔工藝鉆孔具體封孔步驟如下：1〕鉆孔施工：鉆孔的開孔位置應(yīng)選擇在巖石完整的位置；鉆孔施工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)鉆孔參數(shù)進(jìn)行，并保證鉆孔平直、孔形完整，穿透被測(cè)煤層。在鉆孔施工中，應(yīng)準(zhǔn)確記錄鉆孔參數(shù)、鉆孔見煤深度，煤層厚度，以及鉆孔開孔時(shí)間、見煤時(shí)間及結(jié)束時(shí)間。2〕排水排渣：將4分測(cè)壓鐵管連接并送入鉆孔底部，利用壓風(fēng)將孔內(nèi)水、煤渣和巖渣排出鉆孔。排水排渣時(shí)，應(yīng)反復(fù)抽送直管，以將孔內(nèi)的水和渣排出干凈。3〕包纏棉絮線、連接管路：排水排渣后，取出測(cè)壓管，將2m長(zhǎng)的花管伸入鉆孔，花管上端連接測(cè)壓鐵管，聯(lián)接處包纏棉絮線〔棉絮線盡量松散，以便將孔底端纏繞固定〕。包纏的棉絮線不宜過厚，沿直管包纏以能通過孔徑為宜。4〕封孔：將測(cè)壓管送入鉆孔底部，旋轉(zhuǎn)并反復(fù)抽拉測(cè)壓管，使處在孔底部的棉絮線能夠纏繞包裹充填其所在的孔截面。判斷直管抽拉不動(dòng)的時(shí)候，開始配制水泥漿液〔水泥漿液的配比：水泥：水：水玻璃=5：6：1，或水泥漿液的配比：水泥：速凝劑：水=25：1：35〕，開始先配制較稠的漿液，并迅速將和好的水泥漿液倒入鉆孔，然后配制正常漿液注入鉆孔，直到鉆孔外段只剩0.5m時(shí)停止，將準(zhǔn)備好的快干水泥卷或錨固劑填入孔口，再用濕的水泥卷將孔口塞實(shí)，撒上干水泥粉，固定好孔口。7.4瓦斯壓力觀測(cè)裝表測(cè)壓及補(bǔ)充氮?dú)?/p>

封孔完畢等待一段時(shí)間后，可進(jìn)行裝表測(cè)壓。水泥封孔需等待水泥漿液凝固24小時(shí)后，方可裝表測(cè)壓。用高壓膠管作為測(cè)壓管時(shí)，需要使用配套的連接配件連接。如圖7-6。壓力開關(guān)連接在三通的一端〔如圖7-6所示〕。其主要作用是：當(dāng)裝好壓力表后，管內(nèi)可能存在少許積水，影響測(cè)量結(jié)果。這時(shí)候可以翻開壓力開關(guān)，將水放出。7.4瓦斯壓力觀測(cè)裝表測(cè)壓及補(bǔ)充氮?dú)膺€可用來連接氮?dú)饣蚨趸间撈?，向測(cè)壓室內(nèi)充入氮?dú)?，提高測(cè)壓速度。注漿封孔完成后，按圖7-6將壓力表連接到測(cè)壓管路上；連接壓力表三通上的一端與一個(gè)壓力表開關(guān)相連〔如圖7-7〕。高壓膠管將高壓氮?dú)怃撈亢蛪毫Ρ黹_關(guān)相連。高壓膠管與管件的連接都通過螺紋擠壓實(shí)現(xiàn)密封連接，保證在一定氣體壓力下連接處不會(huì)出現(xiàn)漏氣；隨后翻開氮?dú)怃撈亢蛪毫Ρ黹_關(guān)立刻向孔內(nèi)釋放氮?dú)狻Ｗ⑷氲獨(dú)鈮毫σ话阋?～4MPa為宜，然后關(guān)閉壓力表開關(guān)閥，停止注氮。

7.4瓦斯壓力觀測(cè)瓦斯壓力觀測(cè)應(yīng)每天觀測(cè)壓力一次。初期一小班一次，后期每三天觀測(cè)一次。在觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)瓦斯壓力值變化較大，那么應(yīng)增加觀測(cè)次數(shù)。瓦斯壓力記錄表的格式如表7-1。7.4瓦斯壓力觀測(cè)瓦斯壓力確定方法a)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)測(cè)壓時(shí)間到達(dá)的規(guī)定，如壓力變化小于0.005MPa/d，測(cè)壓工作即可結(jié)束；b〕分析瓦斯壓力—時(shí)間曲線，正常的情況應(yīng)該是瓦斯壓力逐漸上升，在數(shù)天后到達(dá)穩(wěn)定值，該值為真實(shí)的煤層瓦斯壓力；如果瓦斯壓力上升很快，在不到一天的時(shí)間就到達(dá)穩(wěn)定，并且鉆孔有水，那么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(diǎn)以最高瓦斯壓力作為測(cè)定結(jié)果。

煤層透氣性系數(shù)是煤層瓦斯流動(dòng)難易程度的標(biāo)志，是評(píng)價(jià)煤層瓦斯抽放難易程度和瓦斯突出防治的重要技術(shù)參數(shù)?？刹捎脧较蛄髁糠y(cè)定煤層透氣性系數(shù)。鉆孔徑向流量法測(cè)定煤層透氣性系數(shù)的具體做法是：首先垂直煤層打一貫穿煤層的鉆孔，密封鉆孔并利用測(cè)壓儀測(cè)出煤層原始瓦斯壓力。測(cè)完壓力后，翻開閥門，使鉆孔內(nèi)壓力降至大氣壓力，測(cè)出各個(gè)時(shí)刻鉆孔自然瓦斯排放量，代入上述相關(guān)公式，求出煤層透氣性系數(shù)值。在實(shí)際測(cè)定中，鉆孔徑向流量法的測(cè)定要求在降壓排瓦斯后的幾天內(nèi)進(jìn)行，盡量延長(zhǎng)測(cè)定時(shí)間，使流場(chǎng)擴(kuò)大，測(cè)出來的值逐漸穩(wěn)定，最后取其穩(wěn)定值作為測(cè)定地點(diǎn)煤層透氣性系數(shù)。瓦斯流量記錄如表7-2所示。根據(jù)瓦斯流量測(cè)定結(jié)果即可計(jì)算得出煤層透氣性系數(shù)，如表7-3所示。第八章資料匯總8.5瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果分析匯總8.8煤層百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)

掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)8.11突出參數(shù)及突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)測(cè)壓工作開始前，需表達(dá)采區(qū)地質(zhì)概況、巷道布置、采煤工作面概況。根據(jù)測(cè)壓地點(diǎn)選擇原那么，合理布置測(cè)點(diǎn)。并將測(cè)壓鉆場(chǎng)及鉆孔繪于測(cè)壓地點(diǎn)示意圖，如圖8-1為某礦測(cè)壓地點(diǎn)示意圖。圖8-1測(cè)壓地點(diǎn)示意圖

8.2測(cè)壓鉆孔設(shè)計(jì)

施工測(cè)壓鉆孔前需根據(jù)巷道布局情況提前設(shè)計(jì)出鉆孔參數(shù)，鉆孔參數(shù)包括：鉆孔開孔位置、鉆孔孔徑、鉆孔傾角、鉆孔方位角、鉆孔孔深、見煤標(biāo)高、封孔深度等。如表8-1所示。鉆孔資料還應(yīng)包括鉆孔應(yīng)穿過巖層和煤層的柱狀圖，預(yù)測(cè)見煤深度等。某礦煤層柱狀圖如圖8-2所示。

鉆孔施工過程中需仔細(xì)對(duì)照鉆孔巖性柱狀圖，觀測(cè)出水情況，為下一步的鉆孔封孔提供準(zhǔn)確預(yù)判。其施工記錄及封孔記錄可按表8-2及表8-3、8-4來執(zhí)行。

鉆孔在封孔后前一星期內(nèi)每天觀測(cè)并記錄壓力表讀數(shù)和觀測(cè)的時(shí)間，以后每3天觀測(cè)一次。直至瓦斯壓力穩(wěn)定為止。如表8-5所示，并繪出某礦壓力隨時(shí)間的變化曲線，格式如圖8-3所示。

將各鉆孔的測(cè)壓結(jié)果進(jìn)行匯總見表8-6，并對(duì)測(cè)壓結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)壓力表示數(shù)隨時(shí)間的變化曲線可以判定測(cè)壓結(jié)果的準(zhǔn)確性，利用準(zhǔn)確可靠的測(cè)壓結(jié)果繪制出某礦煤層瓦斯壓力與見煤標(biāo)高的關(guān)系曲線，如圖8-4所示。圖8-4煤層瓦斯壓力與見煤標(biāo)高的關(guān)系曲線

于是，可擬合出某礦煤層瓦斯壓力與煤層賦存標(biāo)高關(guān)系的線性回歸曲線為：

式中：p—煤層瓦斯壓力，MPa；H—煤層賦存標(biāo)高，m。根據(jù)煤層瓦斯壓力梯度線可以得到各標(biāo)高處煤層瓦斯壓力推算值，記錄結(jié)果見表8-7。瓦斯壓力測(cè)定結(jié)束后，采集新鮮煤樣送至實(shí)驗(yàn)室，利用高壓吸附法測(cè)定煤的吸附常數(shù)吸附常數(shù)a、b值，并進(jìn)行工業(yè)分析，然后進(jìn)行瓦斯含量的測(cè)定與計(jì)算等步驟來完成。煤樣的工業(yè)分析結(jié)果及吸附常數(shù)測(cè)試結(jié)果分別見表8-8、表8-9所示。利用吸附常數(shù)a、b值、工業(yè)分析結(jié)果和煤層瓦斯壓力值帶入公式〔4-1〕~〔4-5〕〔見4.2節(jié)〕就可計(jì)算煤層瓦斯含量。煤層瓦斯含量包括游離瓦斯含量和吸附瓦斯含量。測(cè)算結(jié)果見表8-10所示。

瓦斯流量記錄表及