煤层瓦斯含量的测定依据
1矿井概况
唐口矿井位于山东省济宁市西郊 , 济宁地堑西侧北部。东界为济宁断层 , 西界为嘉祥断层, 由此构成本区的地堑构造。区内次级构造以南北向、北向断层为主 , 局部因受南北二侧东西向构造带控制, 也存有少量东西向断层。区内则以北东向断层居多。本井田含煤地层为二迭系山西组和上石炭统太原组, 主要可采煤层 3 (3 上 , 3 下 ), 16, 17, 平均总厚 9.76m。目前开采 3 上煤层 , 位于山西组中部 ,属低灰、特低硫、特低磷、高熔～难熔融灰, 结焦性能好的气煤。
2煤层瓦斯参数测定
2.1 3 上煤层瓦斯含量测定
根据唐口煤矿现有条件, 采用直接法对煤层的原始瓦斯含量进行测定。分别在西部胶带运输巷迎头、北部胶带运输大巷迎头、 2303轨道巷迎头、2301外切眼迎头 4个地点 , 共采集 4个煤样进行瓦斯含量测定。通过现场煤样瓦斯解吸的测定和图解法对煤样损失量的计算, 得出煤样解吸瓦斯,煤样残存瓦斯含量测定在实验室进行 , 包括煤样粉碎前常温脱气、煤样粉碎前加热脱气和煤样粉碎后加热脱气 3个过程, 三者之和为煤样残存瓦斯量。
斯量与残存瓦斯量之和 , 如表 3。
平均为 2.12m3/t。2.2 3 上煤层瓦斯压力测定及透气性系数计算 2.2.1 3 上煤层瓦斯压力测定煤层瓦斯压力测定与煤层透气性系数测定计算, 在西部风大巷和辅助运输石门 (2)内各选择 1个测点。
2.2.2透气性系数计算
煤层透气性系数是衡量煤层中瓦斯流动难易程度的重要指标, 是评价煤层瓦斯能否实行预抽的基本参数。通过测定煤层瓦斯径向不稳定流量来计算煤层透气性系数。将有关数据代入径向不稳定流量计算煤层透气性系数公式 , 算得 3 上煤层透气性系数为0.1675(MPa)。
2.2.3 3 上煤层钻孔瓦斯流量衰减系数测定
根据煤层瓦斯流动理论分析, 煤层钻孔的瓦斯涌出量随着时间的延长呈衰减变化。钻孔瓦斯流量衰减系数是评价煤层瓦斯预抽难易程度的一个重要指标。钻孔瓦斯流量采用多级流量计测定。瓦斯流量衰减系数测定地点为 2303胶带络巷 (1 )。用ZLD-2型多级流量计测得初始钻孔瓦斯流量 q 0 为2.093L / m in, 4月 15日测得瓦斯流量 0.396L /m in。实践证明, 钻孔瓦斯流量变化规律基本符合负指数方程, 钻孔瓦斯流量衰减系数值是通过测定钻孔初始瓦斯流量 q 0 , 经过 t日后 , 再测定 q t , 最后根据公式计算出钻孔瓦斯流量衰减系数。
q t =q 0 e-αt式中, α为钻孔瓦斯流量衰减系数, d0 为钻孔的初始瓦斯流量,m3/ m in;q t 为经 t天时间后的钻孔瓦斯流量, m3/ m in;t为排放瓦斯间 , d。将 2303胶带联络巷 (1# )测得瓦斯流量代入上式得α=0.128d
3瓦斯赋存规律研究
3.1鲁西地区瓦斯分布与构造关系
一个省区的瓦斯分布往往受区域构造控制, 鲁西地区地质构造如图 1所示。山东省大部分地区(约占 96.4%)为低瓦斯矿井 , 瓦斯涌出量一般为 2 ～ 6m3/t, 最高值 11.8m3/t, 最低值 0.35m3/t,总平均值为 3.6m3/t。影响本区瓦斯分布的主要因素是区域构造 :
(1) 位于山东南部的临沂、枣庄两矿区 , 瓦斯相对较高 , 其平均值临沂为5.91m3/t, 枣庄为4.34m3/t, 高于鲁西全区的平均值。这是因为临沂恰处沂沐断裂和其他次级构造交汇处, 断裂大致以临沂为中心呈放射状展布, 向北西方向撒开 , 临沂煤田在鲁西地区所处的这种特殊构造位置———构造收敛端与其瓦斯较高有关。枣庄矿区靠近南部的纬向构造带 , 受其影响瓦斯也偏高。山东北部的淄博矿区 , 瓦斯涌出量仅次于上述两矿区 , 平均值 4.15m3/t, 但个别点可达 11.8m3/t, 可能与靠近聊考断裂有关。
(2) 处在放射状构造撒开部位的肥城、新汶、莱芜等矿区 , 瓦斯涌出量均低, 平均在 3m3/t左右。峄山断裂以西 , 呈网格状构造格局 , 多为张性断裂 , 故兖州、滕南、滕北、济宁等煤田, 瓦斯涌62总第 72期煤矿开采2006年第 5期出量更低, 最低值 0.35m3/t, 最高值 6.51m3/t,平均值 2.76m
3/t。
(3)同是位于沂沐断裂带之内的莒县煤矿和坊子煤矿, 两地瓦斯涌出量相差悬殊 , 其平均值莒县为 11.6m3/t, 坊子为 0.86m3/t。究其原因, 除煤系时代不同 (莒县为石炭二叠系, 坊子为中、下侏罗系) 外 , 主要还是构造问题。由于沂沐断裂带向南收缩, 应力集中 , 莒县煤矿位于此断裂带东部边缘的南部 , 处于两大断层之间 , 组成莒县地堑 ;坊子煤矿位于该断裂带北部开扩区。两地构造部位不同对两地瓦斯涌出量的差异有重要影响。
(4)唐口井田位于济宁煤田济宁地堑西侧北部。东界为济宁断层 , 西界为嘉祥断层。从鲁西地区大的构造来看 , 本井田处在网格状张性断裂构造带 , 瓦斯保存条件较差, 属低瓦斯区域。
3.2矿井瓦斯赋存规律研究
本井田位于济宁地堑西侧北部。本区早期褶曲为北东向, 后来受到南北向断裂的改造呈现南北褶曲 , 但从此组褶曲的变形中仍可看到早期较明显的北东向褶曲, 尤以本区中部及东南部表现较为明显。综观全区属构造中等井田。但 F 2 断层以东及边界断层附近构造偏复杂 , F 2 断层以西的井田主体部分构造偏简单。
唐口井田整体属一大的地堑构造 , 煤层上部覆盖岩层厚, 达 1000m, 这一构造有利于瓦斯的封存 , 而成为本区域瓦斯含量增高区。
3.2.1矿井地质构造对瓦斯赋存的影响
南张向斜为本井田的主要构造, 从井田中央偏东贯穿井田南北, 沿轴向形成狭长的地堑构造, 对本井田煤层瓦斯的运移和富集产生较大影响。火头湾背斜贯穿井田中部, 对瓦斯的分布及运移也会产生较大的影响。十里铺背斜走向北东 , 其东北部浅, 西南部深 , 为一倾伏背斜, 其轴部通常也比相同埋深的翼部瓦斯含量高。漕井桥向斜位于本区西南部 , 轴向主要为北北东, 向南端逐渐弯曲成北西向, 其被多条断层所切割, 对煤层瓦斯的赋存有一定的影响。本区近南北向正断层主要分布在本区东西边界, 且次一级次生断裂发育 , 形成复杂断裂带;近东西向正断层只有北部 F 4 一条。这些大断层多为张性正断层 , 不利煤层瓦斯保存, 瓦斯会大量流失, 因此井田边界瓦斯含量一般比井田中部小。F 2 , F 3 断层之间为一复杂断裂带, 其中的瓦斯分布也可能比较复杂。区内各煤层在断层带内或断层附近 , 瓦斯含量较低。
3.2.2煤层埋藏深度对矿井瓦斯的影响
埋藏深度的增加, 不仅因地应力增高而使煤层及围岩的透气性变差, 而且瓦斯向地表运移的距离也增长, 二者都有利于封存瓦斯。由于本矿井为一地堑构造 , 开采深度大 , 第 1水平达 1000m, 使得矿井瓦斯涌出量比相邻的矿井高。就本矿井而言,随深度增加瓦斯含量增高, 如井田南部由于煤层赋存较深, 从而造成瓦斯含量高于井田北部。
3.2.3煤层和围岩的透气性对矿井瓦斯的影响
煤系地层岩性组合及其透气性对煤层瓦斯含量有重大影响。煤层及其围岩的透气性越大, 瓦斯越易流失, 瓦斯含量小;反之瓦斯越易保存, 煤层的瓦斯含量大。总的来说本井田断裂构造多为张性正断层 , 增加了地层的透气性 , 在漫长的地质年代中瓦斯得以释放 , 区内各煤层在断层带内或断层附近, 瓦斯含量较低。
3.2.4煤层厚度及煤层倾角等对矿井瓦斯的影响
瓦斯赋存在煤层中 , 煤层厚度越大 , 瓦斯生成量越大, 当具有良好的瓦斯保存条件时 , 厚煤带一般也是瓦斯富集带。瓦斯含量与煤层厚度成正比,因此本井田的南部 (16线以南) 和西北部厚煤层,3煤层 (即 3 上 , 3 下煤层合并区)瓦斯含量高。同一埋深 , 煤层倾角越小, 瓦斯含量越高。煤层露头是瓦斯向地面排放的出口 , 露头存在时间越长 , 瓦斯排放越多;反之 , 地表无露头的煤收卷导向装置使用效果达到了预期设计目的。带体的边缘毛刺得到了有效平整, 带体上没有留下任何明显刮痕。收卷装置在收卷导向装置辅助下收卷整齐、平整, 减轻了生产人员的劳动强度。两套装置有效的解决了带体边缘的凹凸不平和难以平直收卷的问题, 使产品的外观得到了有效改善 , 成品收卷容易且成卷
平整, 方便了生产控制也提升了企业产品形象。3.2.5 地下水活动对矿井瓦斯的影响
地下水活跃的地区, 通常煤层的瓦斯含量较小 , 这不仅是因为这里的天然裂隙比较发育, 而且处于开放状态, 是瓦斯排放的直接通路, 而且地下水在漫长的地质年代可以带走数量可观的溶解瓦斯。由于地下水的溶蚀作用还会带走大量的矿物质 , 导致煤系地层的天然卸压 , 地应力降低, 引起煤层及围岩透气性增大, 从而加强了煤层瓦斯的流失。 3 (3 上 )煤层的顶底板砂岩水对煤层瓦斯赋存有一定的影响。
4结论
(1) 3 上煤层瓦斯赋存不均, 局部地段瓦斯含量和涌出量较大, 有些地段瓦斯很小。
(2) 井田由北向南煤层瓦斯含量有所增加,煤层瓦斯赋存由浅至深有逐渐增加的趋势, 且存在局部瓦斯富集区, 富集区位置受构造控制, 多在次一级褶曲附近 , 3煤层 (3 上 , 3 下煤层合并区, 即厚煤区 )瓦斯含量高, 顶底板砂岩水对煤层瓦斯赋存有一定的影响 , 岩浆岩对本区煤层瓦斯基本无影响。
(3) 根据井下实测 3 上煤层瓦斯含量、钻孔流量衰减系数和透气性系数计算结果 , 唐口煤矿 3 上煤层在未卸压的原始情况下属较难抽放类型。
瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，所以，它常积聚在煤矿巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。
瓦斯爆炸
原理
1、主要为CH4燃烧,化学方程式为：CH4+2O2 = CO2+2H2O
2、矿井瓦斯爆炸是一种热一链式反应（也叫链锁反应）。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基）。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应速度也越来越快，最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以，瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。
预防
瓦斯爆炸一直是困扰采矿业的重大难题, 造成重大伤亡的事故屡有发生, 造成巨大的损失。瓦斯事故是煤矿安全生产的主要威胁之一。
1、在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。如遇明火，即可燃烧，发生“瓦斯”爆炸，直接威胁着矿工的生命安全。因此，矿井工
作对“瓦斯”十分重视，除去采取一些必要的安全措施外，有的矿工会提着一个装有金丝雀的鸟笼下到矿井，把鸟笼挂在工作区内。原来，金丝雀对“瓦斯”或其他毒气特别敏感，只要有非常淡薄的“瓦斯”产生，对人体还远不能有致命作用时，金丝雀就已经失去知觉而昏倒。矿工们察觉到达种情景后，可立即撤出矿井，避免伤亡事故的发生。
2、使用瓦斯气体检测仪
瓦斯检测仪分为工业用气体报警器和瓦斯燃气报警器，按自身形态可分为固定式瓦斯检测仪和便携式瓦斯检测仪。报警仪选用半导体陶瓷式瓦斯敏感器件及微控制器为报警器的控制核心，该器件灵敏度适中，响应与恢复特性好，初期恢复特性快，长期工作稳定性、重现性、抗环境气氛影响及抗温湿度影响等性能均优，系高质量、高可靠性、价钱便宜的气敏器件，广泛地应用于各种报警装置。当环境中有毒或瓦斯泄露时，当气体报警器检测到气体浓度达到爆炸或中毒报警器设置的临界点时，瓦斯检测仪就会发出报警信号，以提醒工作采取安全措施，并可启动电磁阀、排气扇等外联设备，自动排除隐患，防止发生爆炸、火灾、中毒事故，从而保障安全生产。
注意事项
瓦斯爆炸产生的高温高压，促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，造成人员伤亡，破坏巷道和器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏力。另外，爆炸后生成大量的有害气体，造成人员中毒死亡。
发展现状
2017年，全国瓦斯抽采47.35亿立方米，引利用14.46亿立方米。其中井下煤矿瓦斯抽采量44亿立方米，完成规划目标的127%。形成地面煤层气产能10亿立方米，是2006年的2倍。地面煤层气产量3.3亿立方米，比2006年增加1倍多。2005～2007年，全国共钻井约1700口，占历年累计钻井总数的85%。截至2007年底，国内探明煤层气地质储量1340亿立方米，煤层气年商业产量不足4亿立方米。根据《煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划》，到2010年，新增煤层气探明地质储量3000亿立方米；煤层气、煤矿瓦斯抽采量100亿立方米；建设煤层气输气管道10条，设计总输气能力65亿立方米；重点建设沁水盆地、鄂尔多斯盆地东源两大煤层气产业化基地。
11、循环检查瓦斯的次数和顺序是（1）瓦斯检查次数按有关规定执行；（2）循环检查瓦斯的顺序和有关规定如下①采煤工作面是从进风巷开始，经采煤工作面、上隅角、回风巷、尾巷栅栏处等为一次循环检查；②双巷掘进工作面由一名瓦斯检查员检查时，一次循环检查瓦斯应从进风侧掘进而开始到回风侧掘进面；
③循环检查中，应在采掘工作面上、下次检查的间隔时间里确定无人工作区或其他检查点的检查时间；④采掘工作面检查瓦斯的间隔时间要均匀，在正常情况下，每班检查3 次的，其相隔时间不允许过大或过小，每班检查2 次的，其相隔时间要求不允许半班内完成一班的检查次数。
12、每次检查瓦斯后，必须填写瓦斯记录手册、黑板牌，并随时向调度站汇
报。
13、局部瓦斯积聚或临时停风的盲巷内积聚瓦斯时，在瓦斯浓度不超过3%的情况下，可按照制定的排放措施就地排放，但不准一风吹；当积聚的瓦斯浓度超过3 %时，应报请矿总工程师主持制定措施，并按措施规定进行排放。
14、使用瓦斯检定器检查甲烷和二氧化碳浓度的方法如下：（1）在待测瓦斯地点的进风流中清洗瓦斯室，将微读数回零位，基线对零；（2）在检测地点、带辅助管挤压气泵 5 ～7 次，观测检定器，读出甲烷浓度；（3）在检测地点检查二氧化碳浓度时，先按上述方法测出甲烷浓度；再将辅助管拔掉，用检查甲烷的方法测出混合气体浓度；混合气体浓度减去甲烷浓度即得二氧化碳浓度。
15、瓦斯检查牌板填写内容包括检查地点名称、甲烷及二氧化碳浓度、其他有害气体浓度、温度、检查日期、班次、时间、次数、瓦斯检查员姓名等。瓦斯检查记录牌板应随着检查点位置的变化而及时移动。[1]
爆炸
瓦斯爆炸是一种热一链式反应（也叫链锁反应）。当爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源给予的热
能）后，反应分子的链即行断裂，离解成两个或两个以上的游离基（也叫自由基）。这类游离基具有很大的化学活性，成为反应连续进行的活化中心。在适合的条件下，每一个游离基又可以进一步分解，再产生两个或两上以上的游离基。这样循环不已，游离基越来越多，化学反应速度也越来越快，最后就可以发展为燃烧或爆炸式的氧化反应。所以，瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。
云南省昭通市镇雄县大顺煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 云南方圆中正工贸有限公司 二〇一一年十一月
前言 瓦斯是煤矿的主要自然灾害之一，长期以来严重威胁着煤矿的安全生产和影响着矿井的经济效益。瓦斯赋存、瓦斯涌出及其防治技术的研究一直是我国煤矿，特别是高、突瓦斯矿井的研究课题。近几年来，少数低瓦斯矿井由于瓦斯规律不明，对突发的局部瓦斯异常涌出常疏于防范，连续发生重大瓦斯事故，给国家和人民的生命财产造成巨大损失；因此，瓦斯研究工作日益受到人们的重视。 大顺煤矿位于云南省昭通市镇雄县，C 5b、C 6 a煤层为大顺煤矿的开采煤层，C 5 b、 C 6a煤层的瓦斯基础参数缺乏。C 5 b、C 6 a煤层瓦斯参数的测定是否准确决定着大顺煤矿 今后的生产安全状况，决定着大顺煤矿各种通风安全设备和设施的投资是否合理，因此，为保证将来采掘工作面的安全生产，确定主采煤层的煤与瓦斯突出危险性、瓦斯的最终来源，找出大顺煤矿主采煤层的瓦斯赋存、运移和涌出规律，必须进行C 5 b、 C 6 a煤层瓦斯基础参数的测定与分析工作。 另外，大顺煤矿的煤层瓦斯基础参数和瓦斯涌出状况的测定，为进一步摸清该矿的原始瓦斯含量、瓦斯分布情况及突出危险性，同时也可为今后制定切实可行的瓦斯防治措施提供理论依据。 本报告首先叙述大顺煤矿的生产地质概况、然后在学习瓦斯有关理论的基础上， 针对大顺煤矿C 5b、C 6 a煤层的具体情况，把C 5 b、C 6 a煤层的瓦斯基础参数测定分为现场 瓦斯参数测定和实验室瓦斯参数测定两部分。本报告的主要内容包括以下几个部分：1）现场瓦斯参数测定及分析 （1）瓦斯压力；（2）瓦斯流量衰减系数；（3）煤层透气性系数 2）实验室瓦斯参数测定及分析 （1）煤质分析：工业分析、元素分析、真密度、视密度、孔隙度 （2）煤岩分析：分析煤样的破坏类型和各种煤体组成 （3）瓦斯吸附性常数a，b值的测定 （4）煤的坚固性系数f （5）放散初速度△P 3）分析了影响大顺煤矿瓦斯赋存的地质因素。 本项目于2011年10月起，在完成了C 5b、C 6 a煤层瓦斯的现场及实验室基础参数 测定、分析研究工作，现提出总结报告。在开展这一工作的过程中，大顺煤矿等单位的有关领导和工程技术人员给予了大力的支持与帮助，在此谨向他们致以诚挚的谢意。
山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案 山东鼎安检测技术有限公司 二〇一五年一月
山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案 编写： 审核： 批准： 山东鼎安检测技术有限公司 二0一五年四月
煤层瓦斯基础参数测定项目一览表
一、概况 新河矿业自2000年9月开工建设，2003年建成开始联合试运转，2005年7月正式生产。原设计生产能力a， 2008年后，在对井底车场、主要水平大巷及主提升、通风等矿井主要生产系统进行了扩容与改造的同时，对新河、唐口矿井井田边界进行了优化调整，经山东省国土资源厅批准，将相邻的唐口矿井630采区划归新河矿井开采，目前-400m生产水平处于收尾阶段，-980m水平正在进行开拓准备。 唐口矿井630采区划归新河矿井后，结合现场开采情况，将采区分为530采区、630采区和730采区，为确定新增加采区煤层的瓦斯参数，在530胶带集中巷及轨道集中巷施工瓦斯钻孔对煤层的瓦斯参数进行测定。 二、地质及水文地质条件 （一）地层产状 工作面穿越永东闸向斜两翼，西部处在永东闸西向斜的西翼，受两向斜构造影响，地层产状变化较大，走向SE～NE～SE，倾向SW～SE～SW，倾角5～29°，平均10°左右。 （二）褶曲 根据矿井延深区三维地震勘探资料，延深区发育有两个褶曲，分别为永东闸向斜、永东闸西向斜，受其影响地层产状变化较大。其特征如下： 1、永东闸西向斜：位于延深区中部，永东闸以西。轴向NW，延展长度约，幅度约40m。该向斜两翼不对称，西翼倾角较陡可达30°，东翼相对较缓为11°。 2、永东闸向斜：位于延深区东部，永东闸北侧，T21-1孔以西。轴向不明显，北部为NNE、南部转为NW，延展长度约，幅度约30m，西翼倾角较缓，在5°左右。 （三）断层
煤层瓦斯测定、煤样采取和现场瓦斯解析(一) 五采区+700m轨道石门即将揭煤，为做好揭煤前的准备，提供煤层瓦斯参数，更好完成煤样采取和现场瓦斯解析工作，结合现场实际，特制定如下安全技术措施。 一、钻孔布置及机具 钻床安装在东进风+700m轨道石门现停掘碛头退出1m左右位置，设计施工钻孔5个，各个钻孔方位角倾角各个钻孔眼距，详见《钻孔布置平面、剖面图》。 本次施工钻孔采用ZDY-750型液压钻机、每节钻杆长度为0.8m，钻孔直径为0.75mm；取芯管直径0.65mm。 二、安全技术措施 1、通风部落实专人负责本项工作，在施工前组织施工人员学习安全技术措施、钻机操作规程和煤层瓦斯测定、采取煤样、现场解析的操作规程。施工班组在进班前认真组织每班作业人员召开班前安全会； 2、通风部每班必须指派一名技术人员现场跟班，跟班人员必须与当班钻孔施工作业人员同进同出，并加强煤样采取现场的安全监督检查，如发现异常情况立即停止作业，及时向调度室和相关领导汇报。 3、每班作业人员入井前必须随身携带1台压缩氧自救器，探钻班组长必须随身携带一台便携式瓦斯报警仪和高浓度光学瓦检仪。 4、保证施工作业地点的通风正常。
5、取芯孔施工作业点必须配备一名专职瓦斯检查员，加强作业前和作业过程中的瓦斯、二氧化碳等有毒有害气体的检查，如发现异常情况立即停止作业，及时向调度室和有关领导汇报，严禁超限作业。 6、钻场作业地点按规定安装瓦斯监测探头和断电仪，钻机的电气设备开关必须按要求安装瓦电闭锁。 7、施工人员作业前必须认真检查钻机各部件是否完好、灵敏可靠，只有确认钻机各部件正常的情况下方可作业，在钻孔作业过程中作业人员精力必须高度集中，随时观察钻孔及作业地点的安全状况，如有异常，必须立即停止作业，汇报现场跟班领导，切断钻机电源、撤出人员至安全地点，同时汇报调度室并按规定采取相应措施进行处理，待排除隐患后方可继续作业。 8、加强钻机施工作业点危岩清刁工作、刁尽危岩，保证钻孔施工安全。 9、在揭露到煤层之后，现场专职瓦斯检查员对孔口瓦斯含量进行监测并做记录。 10、施工中现场跟班技术人员应加强地质资料的收集及钻进记录，当施工至各煤层层位时必须控制钻进压力和钻进速度，同时加强瓦斯检查，当发现有顶钻、卡钻、喷孔、动力异常或瓦斯压力增大瓦斯涌出异常时，必须立即停止施钻，切断施钻设备电源，且严禁拔出钻杆，保持局扇通风；同时撤出人员，迅速报告调度室指定措施后方可处理。 11、钻孔施工至C25煤层底板时，立即停止施钻，退出钻杆，取下钻头，换上取芯管，上好取芯钻头，取芯钻头达到煤层取样位置时，先
DGC型瓦斯含量测定技术标准（探究） 1 范围 本标准基于自身公司经历及行业有关标准总结归纳，标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量、可解析瓦斯含量所采用的装置仪器、测定方法、测定过程和资料管理。 本标准适用于DGC型井下瓦斯含量测定装置对煤层瓦斯含量、可解析瓦斯含量的测定，开额应用与瓦斯涌出量预测、区域突出危险性预测、区域措施效果检验、预抽瓦斯效果评价及瓦斯地质图编制等。 本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。 2规范性引用文件 下列文件对本文件的应用时必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T23250-2009 煤层瓦斯含量井下直接测定方法 AQ 1026-2006 煤矿瓦斯抽采基本指标 3定义 DGC型装置 实验室结合井下使用的用于矿井采掘部署、开拓延伸设计、煤层瓦斯赋存规律研究、瓦斯涌出量预测、瓦斯抽采效果评价、煤层气资源评价、突出危险性区域预测等方面的煤层瓦斯含量测定的成套实验测定设备。 4测定工艺流程 DGC型瓦斯含量直接装置工艺流程可见图1。 5技术要求 采用DGC型瓦斯含量直接装置测定煤层瓦斯含量应符合《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》（GB/T23250-2009）的有关技术要求。 6其他要求 6.1 井下采样工作应由现场队组人员协助测定人员完成，瓦斯含量测定之前应采取临时支护措施，清理工作面浮煤。 6.2 工作面进行瓦斯含量测定时，所在工作面（独头巷以里或影响其安全出口的开路横川）不准从事扰动煤体作业（如：割煤、爆破等）。 6.3 工作面安全防护设施必须确保完好齐全，并能正常使用，否则工作面不准进行测定钻孔施工。 6.4 每取一个煤样均应由井下测定人员和现场施工负责人对施工过程进行监督，确保钻孔施工质量，施工完毕后由双方共同在采样原始记录表上签字确认，原始记录表应存档（采掘作业完毕后保存时间不少于一年）。 6.5 井下测定人员取样后应将原始采样记录填写在附录A中，并将取样和测定过程中发生的各种情况（如漏气、煤样混有夹矸、打钻异常等）详细记录于附录A的备注中。 6.6 地面实验室应由实验专用章，实验室测定人员应将煤样的实验过程和结果认真填写与附录B和附录C中并签字，实验结果报告附实验室测定数据记录表由通风科长和总工程师审查签字并盖章后建档永久保存。
AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采基本指标 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 必须进行瓦斯抽采的矿井 4 瓦斯抽采应达到的指标 5 指标的测定及计算方法 6 其他 前言 本标准全部内容为强制性条文。 本标准由国家煤矿安全监察局提出。 本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院、中国矿业大学、煤炭科学研究总院抚顺分院、阳泉矿业（集团）有限责任公司、淮南矿业（集团）有限责任公司、芙蓉（集团）实业有限责任公司。 本标准主要起草人：胡千庭、文光才、俞合香、王魁军、李宝玉、周德昶、高正强、龙伍见。 1 范围 本标准规定了煤矿瓦斯抽采应达到的指标及其测算方法。 本标准适用于井工煤矿。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 MT/T638 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法 MT/T77 煤层气测定方法（解吸法） AQ1025 煤井瓦斯等级鉴定规范 3 必须进行瓦斯抽采的矿井 有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统： a) 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理时； b) 矿井绝对涌出量达到以下条件的： ——大于或等于40m3/min； ——年产量1.0~1.5Mt的矿井，大于30m3/min； ——年产量0.6~1.0Mt的矿井，大于25m3/min； ——年产量0.4~0.6Mt的矿井，大于20m3/min； ——年产量等于或小于0.4Mt的矿井，大于15m3/min； c) 开采有煤与瓦斯突出危险煤层。 4 瓦斯抽采应达到的指标 4.1 突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降 到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压
江安县煤矿有限公司 瓦斯赋存及特征 编制单位：生产技术科 编制时间：2014年1月
江安县煤矿有限公司 煤层瓦斯赋存规律及特征 一、矿井概况 1、交通位置及隶属关系 江安县煤矿有限公司江安县煤矿矿区位于宜宾市江安、兴文县交界处，江安县富安井田129～123号勘探线浅部，即江安县城160°方向直线距离约40km，距兴文县城（古宋）310°方向直线距离约15km。行政区划隶属江安县五矿镇。 地理坐标：东经：105°05′44″～105°07′26″， 北纬：28°23′16″～28°24′39″。 矿区中心点坐标：105°06′18″，28°23′53″。 矿山紧邻古（宋）～巡（场）主干公路（800m平距），东行18km达兴文县县城（古宋），西至珙县金沙湾火车站约57km，至宜宾市约120km，东至泸州市约240km，交通十分便捷，详见交通位置图1。
2、井型、开拓方式及生产能力 江安县煤矿有限公司由原江安煤矿与芋禾湾煤矿整合而成。2008年8月22日，四川省国土资源厅以“川采矿区审字（2008）第409号”批准整合后的江安煤矿煤矿划定的矿区范围由1～31号拐点坐标圈闭，面积为2.523km2，开采K2煤层，开采深度+370m至+50m。 矿井为斜井暗斜井开拓，根据煤层赋存情况、矿区范围和开拓布置，划分两个水平，即：矿井南翼为+215m水平，北翼为+285m水平。同时根据井田煤层赋存状况和开采技术条件，煤层开采方式、机械化程度、年推进度、产量均衡等因素，沿煤层走向每800m左右划分一个采区，将全井田划分南北两翼，南翼为4个采区，北翼2个采区，全矿6个采区。目前技改验收采区为二采区，也是矿井生产的主采区，技改验收结束后逐步布置三采区、四采区、五采区、六采区。矿井设计生产能力为15万吨/年。 二、瓦斯 根据宜宾市经济委员会《关于全市煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复》（宜市经煤[2012]4号文），经鉴定，江安县煤矿2012年矿井CH4绝对涌出量
煤层瓦斯含量井下直接测定方法 1、范围 本标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。 本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。 本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。 2、仪器设备 a)煤样罐：罐内径大于60mm，容积足够装煤样400g 以上，在1.5MPa 气压下保持气密性； b)瓦斯解吸速度测定仪（简称解吸仪，如图1 所示）：量管有效体积不小于800cm3，最小刻度2 cm3； c)空盒气压计：(80～106)Kpa，分度值0.1kPa； d)秒表； e)穿刺针头或阀门； f)温度计：(-30～50)℃； g)真空脱气装置或常压自然解吸测定装置； h)球磨机或粉碎机； i)气相色谱仪:符合GB/T 13610 要求； j)天秤：秤量不小于1000g，感量不大于1g； k)超级恒温器，最高工作温度(95～100)℃。 3、采样 1）采样前准备 （1）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通过向煤样罐内注空气至 表压1.5MPa 以上，关闭后搁置12h，压力不降方可使用。禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油。（2）解吸仪在使用之前，将量管内灌满水，关闭底塞并倒置过来（见图1），放置10min 量管内水 面不动为合格。
2）煤样采集 （1）采样钻孔布置 同一地点至少应布置两个取样钻孔，间距不小于5m。 （2）采样方式 在未经过瓦斯抽采的石门、岩石巷道或新暴露的采掘工作面向煤层打钻，用煤芯采取器（简称煤芯 管）采集煤芯或定点取样采集煤屑，采集煤芯时一次取芯长度应不小于0.4m。 （3）采样深度 采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求：在采掘工作面取样时，采样深度 应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不得小于12m；在石门或岩石巷道采样时，距煤层的垂直距离 应视岩性而定，但不得小于5m。测定残余瓦斯含量时,取样不受此限制。 （4）采样时间 采样时间是指用于瓦斯含量测定的煤样从割芯（或钻屑）到被装入煤样罐密封所用的实际时间。采 样时间越短越好，但不得超过30min。 （5）取出煤芯后，对于柱状煤芯，采取中间含矸石少的完整的部分；对于粉状及块状煤芯，要剔除 矸石、泥石及研磨烧焦部分。不得用水清洗煤样，保持自然状态装入密封罐中，不可压实，罐口保留约 10mm 空隙。 （6）煤样罐密封前，先将穿刺针头插入罐盖上部的密封胶垫，以避免造成煤样罐憋气现象，然后再 用扳手拧紧罐盖，再将排气管与穿刺针头连接来测定瓦斯解吸速度。 （7）参数记录 采样时，应同时收集以下有关参数记录在附录A： a) 地质参数：取样地点、煤层名称、埋深（地面标高、煤层底板标高）、采样深度、钻孔方位、 钻孔倾角；
矿井瓦斯防治及矿井通风瓦斯方面实验 瓦斯基础参数测定实验 一、实验目的 1.掌握胶囊—粘液封孔法直接测定煤层瓦斯压力的原理、方法，了解井下的瓦斯压力测定程序； 2.掌握直接法测定煤层瓦斯含量（DGC）的原理、方法，了解井下瓦斯含量测试程序； 3.掌握瓦斯吸附常数的测定原理、方法，掌握高压容量法测定吸附常数步骤； 二、实验原理 1.通过钻孔揭露煤层，安设瓦斯压力测定装置及仪表，封孔后，利用煤层瓦斯的自然渗透作用，使钻孔揭露煤层处或测压室的瓦斯压力与未受钻孔扰动煤层的瓦斯压力达到相对平衡，并通过测定钻孔揭露煤层处或测压室的瓦斯压力来表征被测煤层的瓦斯压力。按照封孔方式分为主动式和被动式，主动式封孔的基本原理是“固封液，液封气”，即在封闭段两端的固体物质间注入压力密封液，在高于预计瓦斯压力的密封粘液的作用下，密封液渗入孔壁与固体物的裂缝和孔隙周围的裂隙中以阻止煤层瓦斯泄漏（胶囊—粘液封孔）；被动式封孔的基本原理是用固体物充填测压管与钻孔壁之间的空隙（如黄泥、水泥砂浆、聚氨酯等）。 2. 该测定装置将煤层瓦斯含量分为：瓦斯损失量W1、常压瓦斯解吸量W2、粉碎瓦斯解吸量W3和常压残存量W c。通过向煤层施工取芯钻孔，用井下取芯系统将煤芯从煤层深部取出，及时封入煤样筒中；井下进行煤样瓦斯解吸速度测定以及损失时间的记录，利用公式at i进行瓦斯损失量W1的计算；把装有煤样的煤样筒带到实验室进行常压解吸，测量从煤样筒中释放出的瓦斯量W21, 与井下测量的瓦斯解吸量W22计算煤芯瓦斯解吸量W2；称量煤样总重后称取二次煤样进行常压粉碎解吸，并以此计算粉碎瓦斯解吸量W3；则可解吸瓦斯含量W m为：W m＝W1＋W2＋W3。采用朗格缪尔公式计算常压残存量W c，则可得出煤层瓦斯含量W= W m+W c。 3. 煤中大量的微孔内表面具有表面能，当气体与内表面接触时，分子的作用力使甲烷或其他多种气体分子在表面上发生浓集，称为吸附。气体分子浓集的数量渐趋增多，为吸附过程；气体分子复返回自由状态的气相中，表面上气体分子数量渐趋减少，
2 煤层瓦斯含量直接测定方法 2、1 国内外概况 直接测定煤层瓦斯含量方法最初就是由法国贝尔塔等人在1970年提出,主要用来估算井下水平钻孔煤芯的含气量。1973年美国矿业局将贝尔塔方法进行了改进,用于地面垂直钻井取芯的瓦斯含量测定,并规范采样操作过程。因此,该方法又称为美国矿业局直接法,并得到推广应用。 国内直接法测定煤层瓦斯含量技术方法沿用了美国矿业局直接法,采用了真空残余脱气方法(沈阳分院),但带来不可控的漏气误差。重庆分院研发人员在实验室内进行了1000多组不同粒径与吸附平衡压力的煤样瓦斯解吸规律实验,得到了煤样破坏类型与解吸特征,开发了DGC型瓦斯含量直接测定装置,见图1。但对含水煤样的瓦斯解吸规律缺乏深入的实验研究。 图1 重庆分院DGC型瓦斯含量直接测定装置
2010～2012年中国矿业大学在做淮南矿区瓦斯项目时,通过大量现场解吸实验,得到原始煤层水分条件下的钻孔煤屑瓦斯解吸2小时以内的规律,创立了全钻孔全煤芯取样解吸瓦斯实验技术,用于直接测定煤层瓦斯含量与瓦斯压力,见图2。 图2 中国矿业大学瓦斯含量直接测定装置与在线分析气体成分分析系统2、2测定方法 煤层瓦斯含量直接测定法依据国家标准GB/T 23250-2009 煤层瓦斯含量井下直接测定方法。直接、准确测定煤层瓦斯含量,用于矿井采掘部署、开拓延伸设计、煤层瓦斯赋存规律、瓦斯涌出量预测、瓦斯抽采效果评价、煤层气资源评价、突出危险性区域预测及区域验证等方面。 煤层瓦斯含量直接测定法中瓦斯含量由5部分组成:煤样损失瓦斯量X 、井 下解吸瓦斯量X 1、煤样粉碎前解吸瓦斯量X 2 、煤样粉碎后解吸瓦斯量X 3 、大气压 下不可解吸瓦斯量X 4 。 煤样损失瓦斯量为煤体暴露至装入煤样罐损失的解吸瓦斯量。 不可解吸瓦斯量为大气压下煤样粉碎后仍残存在煤体中的瓦斯量,常压下不可解,对突出没有贡献,也无法抽采利用。
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 煤层瓦斯测定、煤样采取和现场 瓦斯解析(标准版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
煤层瓦斯测定、煤样采取和现场瓦斯解析 (标准版) 五采区+700m轨道石门即将揭煤，为做好揭煤前的准备，提供煤层瓦斯参数，更好完成煤样采取和现场瓦斯解析工作，结合现场实际，特制定如下安全技术措施。 一、钻孔布置及机具 钻床安装在东进风+700m轨道石门现停掘碛头退出1m左右位置，设计施工钻孔5个，各个钻孔方位角倾角各个钻孔眼距，详见《钻孔布置平面、剖面图》。 本次施工钻孔采用ZDY-750型液压钻机、每节钻杆长度为0.8m，钻孔直径为0.75mm；取芯管直径0.65mm。 二、安全技术措施 1、通风部落实专人负责本项工作，在施工前组织施工人员学习
安全技术措施、钻机操作规程和煤层瓦斯测定、采取煤样、现场解析的操作规程。施工班组在进班前认真组织每班作业人员召开班前安全会； 2、通风部每班必须指派一名技术人员现场跟班，跟班人员必须与当班钻孔施工作业人员同进同出，并加强煤样采取现场的安全监督检查，如发现异常情况立即停止作业，及时向调度室和相关领导汇报。 3、每班作业人员入井前必须随身携带1台压缩氧自救器，探钻班组长必须随身携带一台便携式瓦斯报警仪和高浓度光学瓦检仪。 4、保证施工作业地点的通风正常。 5、取芯孔施工作业点必须配备一名专职瓦斯检查员，加强作业前和作业过程中的瓦斯、二氧化碳等有毒有害气体的检查，如发现异常情况立即停止作业，及时向调度室和有关领导汇报，严禁超限作业。 6、钻场作业地点按规定安装瓦斯监测探头和断电仪，钻机的电气设备开关必须按要求安装瓦电闭锁。
瓦斯含量测定记录表 基本信息矿井名称晴隆县中营镇仁禾煤矿 取样地点10403运输巷取样时间2014-4-16 煤样编号10403运输巷掘进面 井下大气压(kPa) 79 实验室大气压力(kPa) 81 井下环境温度(℃) 16 实验室环境温度(℃)17 煤样重量(g) 568.6 取样方式水排渣 煤样水份(%) 1.400 煤样自然含水量(%) 1.800 W1 测定打钻结束时间2014-4-16 10:05 取芯开始时间2014-4-16 10:22 取芯结束时间2014-4-16 10:45 解吸开始时间2014-4-16 10:52 煤的破坏类型Ⅴ量管初始体积0.0 30 分钟井下解吸量（ml） 时间解吸量时间解吸量时间解吸量时间解吸量 2500 2000 1500 1000 500 012345 解吸曲线：W=267.747t-697.688 R2=0.9762 x轴--时间 y轴=解吸量W 1 70 9 220 17 300 25 365 2 120 10 225 18 305 26 380 3 150 11 226 19 310 27 400 4 160 12 230 20 306 28 420 5 180 13 250 21 31 6 29 435 6 200 14 260 22 320 30 450 7 210 15 270 23 330 8 211 16 290 24 350 W2 测定井下测定瓦斯解吸量(ml) 450 实验室测定瓦斯解吸量428 W3 测定 第一份煤样瓦斯解吸量(ml) 374 第一份煤样重量105 第二份煤样瓦斯解吸量(ml) 374 第二份煤样重量105 备注钻孔类型：顺层，方位91 o，钻孔倾角00o，取样深度30m； 实验结果 W1(m3/t) 0.7913 W2(m3/t) 0.7527 W3(m3/t) 3.5695 Wa(m3/t) 5.1135 Wc(m3/t) 3.692 P(MPa) 0.4600 W(m3/t) 8.8055 井下测试人员实验室测试人员 井下测试时间2014-4-16 实验室测试时间2014-4-16
山西煤炭运销集团野川煤业有限公司 3号煤层瓦斯基础参数测定报告 山西省煤炭工业局综合测试中心 二零一零年八月
报告名称：山西煤炭运销集团野川煤业有限公司3号煤层瓦斯参数测定报告完成单位：山西省煤炭工业局综合测试中心 报告撰写：许江涛工程师 技术审查：赵长春高级工程师 王飞高级工程师 形式审查：贾军萍高级工程师
目录
前言 山西煤炭运销集团野川煤业有限公司高平市西北15km处的野川镇境内，行政区划隶属高平市野川镇管辖。地理坐标为东经112°46′51〞～112°51′00″，北纬35°49′51〞～35°48′24″。 山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[20XX]44号文件，《关于晋城市高平市煤矿企业兼并重组整合方案的批复》将山西高平乔家沟煤业有限公司、山西高平北杨煤业有限公司（已关闭）、山西高平红岩沟煤业有限公司（已关闭）、山西高平窑沟煤业有限公司（已关闭）、山西高平柳树底煤矿等五处煤矿及部分空白资源重组成为：山西省煤炭运销集团野川煤业有限公司，井田面积11.0132km2，批准开采3-15号煤层，组合后矿井生产能力提高到90万吨/年。 为探明该矿煤层瓦斯赋存规律以及为将来瓦斯治理提供依据，20XX年5月山西煤炭运销集团野川煤业有限公司委托山西省煤炭工业局综合测试中心对该矿3号煤层瓦斯基础参数进行测定。 在预测过程中，有关项目人员通过井下打钻、取样，实验室分析并严格对照AQ1018-20XX《矿井瓦斯涌出量预测方法》、《煤矿安全规程》（20XX版）和《煤层气测定方法》等相关标准和规范要求，在对周边矿井进行了大量调研的基础上，对该矿井瓦斯涌出情况进行了认真的预测，并提出预测结果。 此次工作得到了矿方相关领导及技术人员的大力支持，在此深表感谢!
瓦斯含量概述： 煤层可解吸瓦斯含量（Wa）是指单位质量的煤在标准状况下直接测定和计算出的煤层自然解吸瓦斯含量，不包括常压吸附瓦斯含量（即不包括“常压吸附残存量”），单位为m3/t，其表达基准为原煤基。 瓦斯含量（W）包括煤层可解吸瓦斯含量（Wa）和常压吸附瓦斯含量（Wc）。 煤层可解吸瓦斯含量的直接快速测定法为快速测定煤层可解吸瓦斯含量提供一种有效的方法，直接快速地测定和计算出煤层可解吸瓦斯含量，为矿井瓦斯治理提供准确的依据。可用于煤层突出危险性工作面及区域预测、预抽瓦斯效果评价以及矿井煤层瓦斯涌出量预测等。 煤层瓦斯含量直接测定法中可解吸瓦斯含量（Wa）的值包括“损失量瓦斯含量”（W1）、“常压解吸瓦斯含量”（W2）和“粉碎解吸瓦斯含量”（W3）。 损失量瓦斯含量（W1）值概述： ）是指单位质量的煤芯从原始位置开始脱离煤体到被“损失瓦斯含量”（W 1 装入煤样筒之前这段时间内，在钻孔和巷道中所解吸出的瓦斯量换算为标况下的体积，该损失瓦斯含量需通过瓦斯解吸规律推算。其推算方法为：通过记录煤芯从钻孔煤层深部取出到封入煤样筒中的时间，结合在井下及时测量煤样筒中煤芯的瓦斯解吸速度及瓦斯解吸量，来推算煤芯封入煤样筒之前的损失瓦斯含量。常压解吸瓦斯含量（W2）值概述： ）是指单位质量的煤芯从装入煤样筒开始到被粉碎“常压解吸瓦斯含量（W 2 之前，所解吸出的瓦斯含量换算为标况下的体积。其测定方法为：将煤样筒带到地面实验室后，测量从煤样筒中的煤芯泻出瓦斯量，与井下测得的瓦斯解吸量一起计算出煤芯瓦斯解吸量。 粉碎解吸瓦斯含量（W3）值概述： “粉碎解吸瓦斯含量”（W3）是指在常压下单位质量的煤芯在粉碎过程中和粉碎后一段时间内所解吸出的瓦斯量换算为标况下的体积。其计算方法为：称取
2 煤层瓦斯含量直接测定方法 2.1 国外概况 直接测定煤层瓦斯含量方法最初是由法国贝尔塔等人在1970年提出，主要用来估算井下水平钻孔煤芯的含气量。1973年美国矿业局将贝尔塔方法进行了改进，用于地面垂直钻井取芯的瓦斯含量测定，并规采样操作过程。因此，该方法又称为美国矿业局直接法，并得到推广应用。 国直接法测定煤层瓦斯含量技术方法沿用了美国矿业局直接法，采用了真空残余脱气方法（分院），但带来不可控的漏气误差。分院研发人员在实验室进行了1000多组不同粒径与吸附平衡压力的煤样瓦斯解吸规律实验，得到了煤样破坏类型与解吸特征，开发了DGC型瓦斯含量直接测定装置，见图1。但对含水煤样的瓦斯解吸规律缺乏深入的实验研究。
图1 分院DGC型瓦斯含量直接测定装置 2010～2012年中国矿业大学在做矿区瓦斯项目时，通过大量现场解吸实验，得到原始煤层水分条件下的钻孔煤屑瓦斯解吸2小时以的规律，创立了全钻孔全煤芯取样解吸瓦斯实验技术，用于直接测定煤层瓦斯含量和瓦斯压力，见图2。
图2 中国矿业大学瓦斯含量直接测定装置与在线分析气体成分分析系统2.2测定方法 煤层瓦斯含量直接测定法依据国家标准GB/T 23250-2009 煤层瓦斯含量井下直接测定方法。直接、准确测定煤层瓦斯含量，用于矿井采掘部署、开拓延伸设计、煤层瓦斯赋存规律、瓦斯涌出量预测、瓦斯抽采效果评价、煤层气资源评价、突出危险性区域预测及区域验证等方面。 煤层瓦斯含量直接测定法中瓦斯含量由5部分组成：煤样损失瓦斯量X0、井下解吸瓦斯量X1、煤样粉碎前解吸瓦斯量X2、煤样粉碎后解吸瓦斯量X3、大气压下不可解吸瓦斯量X4。 煤样损失瓦斯量为煤体暴露至装入煤样罐损失的解吸瓦斯量。 不可解吸瓦斯量为大气压下煤样粉碎后仍残存在煤体中的瓦斯量，常压下不可解，对突出没有贡献，也无法抽采利用。
山西临县华烨煤业有限公司 瓦斯参数 测 定 报 告 2014年12月23日
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瓦斯参数测定报告 根据山西省煤矿矿井瓦斯参数测定通知要求，现将我矿井瓦斯参数测 定报告汇报如下： 一、矿井概况及安全实施建设情况 1、山西临县华烨煤业有限公司位于山西临县城南约50km处，行政区划分属临县高家山乡。批准开采煤层为2#、4#、5#、8#、9#煤层，现开掘煤层为2#、4#煤层。井田面积为6.971km2,其地理坐标为东经110°52′11″---110°54′27″，北纬37o38′05″--37o40′07″该矿属于机械化升级改造基建矿井，设计生产能力120万吨/年。4#煤层厚度平均为1.73m，煤层稳定，为简单的单斜构造，全区可采。 2、山西省临县华烨煤业有限公司现为基建矿井，采矿许可证号为C1400002010011220054001，有效期：2012年11月19日至2042年11月19日。营业执照注册号为：140000210046964，矿长姓名：杨恩伟，矿长资格证注册号为：MK130800716，有效期：2013年5月至2016年5月。矿长安全资格证注册号为:09014010800298。 3、开拓系统 矿井采用斜立井开拓方式 主斜井、副立井进风立井。主斜井倾角23o，井筒净宽4.50m，斜长804m,净断面14.2m2。担负矿井原煤提升以及通风任务，已装备DTC100/2×280型钢绳芯深槽皮带输送机，JK2.0×1.5型单滚筒检修绞车已安装，为矿井的一个安全出口。 副立井为进风立井，井筒净直径5.0m，垂深267.5m，净断面19.63m2， 已安装2JK2.5×1.5双滚筒绞车，担负辅助运输、提人以及通风任务。梯 1
煤层瓦斯含量井下直接测定方法1、范围 本标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。 本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。 本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。 2、仪器设备 a)煤样罐：罐内径大于60mm，容积足够装煤样400g以上，在1.5MPa气压下保持气密性； b)瓦斯解吸速度测定仪（简称解吸仪，如图1所示）：量管有效体积不小于800cm3，最小刻度2cm3； c)空盒气压计：(80～106)Kpa，分度值0.1kPa； d)秒表； e)穿刺针头或阀门； f)温度计：(-30～50)℃； g)真空脱气装置或常压自然解吸测定装置； h)球磨机或粉碎机； i)气相色谱仪:符合GB/T13610要求； j)天秤：秤量不小于1000g，感量不大于1g； k)超级恒温器，最高工作温度(95～100)℃。 3、采样
1）采样前准备 （1）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通过向煤样罐内注空气至 表压1.5MPa以上，关闭后搁置12h，压力不降方可使用。禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油。 （2）解吸仪在使用之前，将量管内灌满水，关闭底塞并倒置过来（见图1），放置10min量管内水 面不动为合格。 2）煤样采集 （1）采样钻孔布置 同一地点至少应布置两个取样钻孔，间距不小于5m。 （2）采样方式 在未经过瓦斯抽采的石门、岩石巷道或新暴露的采掘工作面向煤层打钻，用煤芯采取器（简称煤芯 管）采集煤芯或定点取样采集煤屑，采集煤芯时一次取芯长度应不小于0.4m。 （3）采样深度 采样深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求：在采掘工作面取样时，采样深度 应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不得小于12m；在石门或岩石巷道采样时，距煤层的垂直距离 应视岩性而定，但不得小于5m。测定残余瓦斯含量时,取样不受此限制。 （4）采样时间 采样时间是指用于瓦斯含量测定的煤样从割芯（或钻屑）到被装入煤样罐密封所用的实际时间。采
任务一煤层瓦斯含量及其测定 【主要内容】 一、瓦斯的生成 二、瓦斯在煤体中的存在状态 三、煤层瓦斯含量及其影响因素 四、煤层的瓦斯垂直分带 五、实训与操作-生产时期井下煤层瓦斯含量的直接测定法 一、瓦斯的生成 瓦斯的成因有多种假说，多数人认为，煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中生成的。煤的形成大致可划分为两个阶段。第一阶段，泥炭化阶段，是生物化学成气时期。在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机物在隔绝外部氧气进入的条件下，在其本身含有的氧气和微生物的作用下，进行着缓慢的氧化分解过程，其最终产物决定于有机物的成份，主要为CH4、C02和H20。这一过程发生于地表附近，生成的气体大部分散失于大气中。随地层沉积厚度的增加，生物化学作用终止。第二阶段，煤化作用阶段，是煤质变化成气时期。有机物在高温、高压作用下，挥发份减少，固定碳增加。这时生成的气体主要为CH4和C02。这个阶段中生成的瓦斯，由于煤的物理化学性质变化和埋藏于地表以下而得以保存在煤层内。在以后的地质年代中，地层的隆起、浸蚀和断裂以及瓦斯本身在地层内的流动，一部分或大部分瓦斯扩散到大气中，或转移到围岩内。在适合的条件下能形成煤气田。所以不同煤田，甚至同一煤田的不同地点的瓦斯含量可以差别很大。 由植物变成煤炭的过程中，究竟生成多少甲烷呢?说法不一。有的研究人员认为由褐煤转化为长焰煤，生成甲烷70～80m3/t，贫煤生成120～150m3/t，无烟煤为240m3/t。煤层的实际含量则远远低于这个数字。据实验室测定，煤的最大甲烷含量一般不超过60m3/t。 二、瓦斯在煤体中的存在状态 煤体之所以能保存一定数量的瓦斯，这与煤体内具有大量的孔隙有密切关系。煤是一种复杂的孔隙性介质，有着十分发达的、各种不同直径的孔隙和裂隙，形成了庞大的自由和孔隙表面。因此，成煤过程中生成的瓦斯就存在于这些孔隙和裂隙内。 煤的孔隙的多少，一般用煤的孔隙率表示。煤的孔隙率是指煤中孔隙总体积与煤的总体积之比。它是储存瓦斯的一个重要参数。 研究表明，瓦斯在煤体中呈两种状态存在，即游离状态和吸附状态。 1．游离状态 游离状态也叫自由状态，存在于煤的孔隙和裂隙中，如图1-1-1所示。这种状态的瓦斯以自由气体存在，呈现出的压力服从自由气体定律。游离瓦斯量的大小主要取决于煤的孔隙率，在相同的瓦斯压力下，煤的孔隙率越大，则所含游离瓦斯量也越大。在贮存空间一定时，其量的大小与瓦斯压力成正比，与瓦斯温度成反比。 2．吸附状态 这种状态的瓦斯主要吸附在煤的微孔表面上（吸着瓦斯）和煤的微粒结构内部（吸收瓦斯）。吸着状态是在孔隙表面的固体分子引力作用下，瓦斯分子被紧密地吸附于孔隙表面上，形成很薄的吸附层；而吸收状态是瓦斯分子充填到极其微小的微孔孔隙内，占据着煤分子结构的空位和煤分子之间的空间，如同气体溶解于液体中的状态。吸附瓦斯量的大小，取决于煤的孔隙结构特点、瓦斯压力、煤的温度和湿度等。一般规律是：煤中的微孔越多、瓦斯压力越大，吸附瓦斯量越大；随着煤的温度增加，煤的吸附能力下降；煤的水分占据微孔的部分表面积，故煤的湿度越大，吸附瓦斯量越小。 煤体中的瓦斯含量是一定的，但处于游离状态和吸附状态的瓦斯量是可以相互转化的，
煤层瓦斯基本参数测定方案
煤层瓦斯基本参数测定方案 二零一三年八月
目录 1 煤层瓦斯压力测定 (1) 1.1 测压操作步骤 (2) 1.2 瓦斯压力测定结果 (3) 2 煤层瓦斯含量测定 (3) 2.1 测定方法及过程 (4) 2.2 煤层瓦斯含量测定结果 (5) 3 煤层透气性系数测定 (7) 3.1 测定原理 (7) 3.2 测定方法 (9) 3.3煤层透气性系数计算结果 (10) 4 钻孔瓦斯流量衰减系数的测定 (10) 4.1 测定原理 (11) 4.2 测定方法 (12) 5 煤的破坏类型测定 (13) 6 煤的坚固性系数测定 (13) 6.1 仪器设备 (13) 6.2 煤样制取 (14) 6.3 测定步骤 (14) 6.4 数据计算 (14) 7 瓦斯放散初速度测定 (15)
7.1 仪器设备 (15) 7.2 煤样制取 (15) 7.3 测定步骤 (15) 7.4 数据计算 (16) 8 煤层瓦斯吸附常数测定 (16) 8.1 煤样制取 (17) 8.2 测定步骤 (17) 8.3 试验结果输出 (19) 9 煤层瓦斯钻屑指标测定 (20) 9.1 钻屑量测定 (20) 9.2 钻屑瓦斯解吸指标测定 (20)
煤层瓦斯基本参数的测定主要包括煤层瓦斯压力、含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的破坏类型、坚固性系数、放散初速度、瓦斯吸附常数、煤层瓦斯钻屑指标、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采参数的测定。煤层瓦斯基本参数的测定，可以为矿井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基础参数支持，同时可以指导瓦斯管理，采取有效的瓦斯治理安全技术措施，合理使用煤矿瓦斯治理的资源，减少瓦斯管理及治理费用的浪费，确保煤矿的安全生产。 1 煤层瓦斯压力测定 煤层瓦斯压力测定的钻孔布置在岩石巷道内，均为穿层钻孔，封孔方式和测压方法严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/T 1047-2007）的有关规定。采用注浆封孔测压法，封孔材料为水泥浆加速凝剂、膨胀剂等，利用压风将密封罐内的水泥浆注入钻孔内，测压方式为被动测压法，即钻孔封孔完成后，等待被测煤层瓦斯的自然渗透达到瓦斯压力平衡后，测定煤层瓦斯压力。 首先在距被测煤层一定距离的岩巷内打孔，孔径一般取直径φ75mm以上，钻孔最好垂直煤层布置，成孔后在孔内安设测压管，然后对钻孔进行封孔（>10m）；封孔后，安设压力表开始测压。前两个小时每30分钟记一次压力指示值，测压的前三天，需要每天记录一次压力表的指示值；以后每隔两天记录一次压力表的指示值。当压力表的压力指示值连续四天没有变化时，其压力即为煤层原始瓦斯压力，压力测定结束，即可进行煤层透气性系数测定。封孔方式采用水泥砂浆封孔，穿层钻孔的封孔方式示意图如图1所示：
QB 晋城无烟煤集团企业标准 QB019----2012 煤层瓦斯含量测定技术标准 XXXXX 发布XXXXXX实施 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司发布
1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语及定义 (1) 4 测定方法分类 (2)
本标准全部内容为强制性条文。 本标准由山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司提出。 本标准由山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司归口。 本标准起草单位：山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司、中煤科工集团重庆研究院。
煤层瓦斯含量测定技术标准 1 范围 本标准规定了井下直接、间接测定煤层瓦斯含量的测定方法、工艺、操作规范及仪器、设备管理的要求。 本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。 本标准适用于山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司下属所有高瓦斯、突出矿井。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》（GB23250-2009） 《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ 1047-2007） 《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（安监总煤装〔2011〕163号） 《煤的工业分析方法》（GB/T212-2008） 《煤样的制备方法》（GB474-2008） 3 术语及定义 3.1 残存瓦斯量 在常压状态下，煤样解析后残留在煤样中的瓦斯量，单位m3/t。 3.2 残余瓦斯量 经抽采和排放后，剩余在煤层中的瓦斯含量，单位m3/t。 3.3 损失瓦斯量 煤样从暴露到开始测定解吸量期间所损失的瓦斯量。 3.4 粉碎前脱气量 在负压状态下，煤样在粉碎前所解吸的瓦斯量。 3.5 粉碎后脱气量
煤层瓦斯基本参数测定方案 二零一三年八月
目录 1煤层瓦斯压力测定 (1) 1.1测压操作步骤 (2) 1.2瓦斯压力测定结果 (2) 2煤层瓦斯含量测定 (3) 2.1 测定方法及过程 (3) 2.2煤层瓦斯含量测定结果 (4) 3煤层透气性系数测定 (6) 3.1测定原理 (6) 3.2测定方法 (7) 3.3煤层透气性系数计算结果 (8) 4钻孔瓦斯流量衰减系数的测定 (8) 4.1测定原理 (8) 4.2测定方法 (9) 5煤的破坏类型测定 (10) 6煤的坚固性系数测定 (10) 6.1仪器设备 (10) 6.2煤样制取 (10) 6.3测定步骤 (11) 6.4数据计算 (11) 7瓦斯放散初速度测定 (12) 7.1仪器设备 (12) 7.2煤样制取 (12) 7.3测定步骤 (12) 7.4数据计算 (13) 8煤层瓦斯吸附常数测定 (13) 8.1煤样制取 (14) 8.2测定步骤 (14) 8.3试验结果输出 (16) 9煤层瓦斯钻屑指标测定 (16)
9.1钻屑量测定 (16) 9.2钻屑瓦斯解吸指标测定 (16)
煤层瓦斯基本参数的测定主要包括煤层瓦斯压力、含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的破坏类型、坚固性系数、放散初速度、瓦斯吸附常数、煤层瓦斯钻屑指标、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采参数的测定。煤层瓦斯基本参数的测定，可以为矿井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基础参数支持，同时可以指导瓦斯管理，采取有效的瓦斯治理安全技术措施，合理使用煤矿瓦斯治理的资源，减少瓦斯管理及治理费用的浪费，确保煤矿的安全生产。 1煤层瓦斯压力测定 煤层瓦斯压力测定的钻孔布置在岩石巷道内，均为穿层钻孔，封孔方式和测压方法严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T 1047-2007) 的有关规定。采用注浆封孔测压法，封孔材料为水泥浆加速凝剂、膨胀剂等，利用压风将密封罐内的水泥浆注入钻孔内，测压方式为被动测压法，即钻孔封孔完成后，等待被测煤层瓦斯的自然渗透达到瓦斯压力平衡后，测定煤层瓦斯压力。 首先在距被测煤层一定距离的岩巷内打孔，孔径一般取直径? 75mm以上，钻孔最好垂直煤层布置，成孔后在孔内安设测压管，然后对钻孔进行封孔(>10n)；封孔后，安设压力表开始测压。前两个小时每30分钟记一次压力指示值，测压 的前三天，需要每天记录一次压力表的指示值；以后每隔两天记录一次压力表的指示值。当压力表的压力指示值连续四天没有变化时，其压力即为煤层原始瓦斯压力，压力测定结束，即可进行煤层透气性系数测定。封孔方式采用水泥砂浆封 孔，穿层钻孔的封孔方式示意图如图1所示: 9 5 4 3 2 1 10 6 7 一 U4 F向上向孔