煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法
1 范围
本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求。
本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力(简称瓦斯压力测定)。
2 引用标准
下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
JJG 52—71 工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程国家技术监督局
防治煤与瓦斯突出细则1995—05—01 煤炭工业部
气瓶安全监察规程1989—12—22 劳动部
3 测定原理
通过钻孔揭露煤层，安设测定仪表并密封钻孔，利用煤层中瓦斯
的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。
4 方法分类
4．1 按测压方式分
4．1．1 主动测压法
钻孔封完孔后，通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力的测压方法。补偿气体可选用高压氮气(N2)，
高压二氧化碳气体(CO2)或其他惰性气体。补偿气体的充气压力应略高于预计煤层瓦斯压力。
4．1．2 被动测压法
钻孔封完孔后，通过被测煤层瓦斯的自然渗透，达到瓦斯压力平衡而测定其瓦斯压力的测压方法。
4．2 按封孔材料分
4．2．1 黄泥、水泥封孔测压法
封孔材料为黄泥，水泥或黄泥水泥混合物，封孔方式为手工操作，主要适用于石门揭煤的瓦斯压力测定。
4．2．2 胶囊—密封粘液封孔测压法
封孔材料为胶囊、密封粘液，封孔方式为手工操作。适用于松软岩层或煤巷瓦斯压力测定。
4．2．3 注浆封孔测压法
封孔材料为膨胀不收缩水泥浆加粘液，封孔方式为压气注浆器或泥浆泵注浆封孔。适用于井下各种条件下的瓦斯压力测定，特别适用于近距离煤层群分煤层的瓦斯压力测定。
5 设备材料、仪表及工具
5．1 钻孔设备：
打钻孔用的钻机可根据实际情况选用，其能力必须应满足测压钻孔长度的要求，钻头直径选用φ650～90mm。
5．2 材料：
木楔，压力表联接头，密封垫，密封带以及真空密封膏。
5．3 仪表：
压力表量程为预计煤层瓦斯压力的1．5倍，准确度优于1．5级，必须符合JJG 52的规定。
5．4 工具：
管钳，扳手，剪刀，皮尺，水桶，螺丝刀，手工封孔送料管。
5．5 用黄泥、水泥封孔测压法时，还需：
黄泥将质地致密可塑性好的粘土制成两端头呈球状，通过阴干，烤或晒，使其外皮半干，里面湿软；
水泥不低于425#；
黄泥水泥混合物由黄泥和水泥按适当比例混合；
速凝水泥凝结时间≤20min；
管材φ6×1mm紫铜管，φ6mm尼龙管，φ3mm铁管，以及相应联接头； 其他木塞，挡板，铁丝，肥皂。
5．6 用胶囊—密封粘液封孔测压法时，还需：密封粘液；
密封粘液罐和压力水罐用于预计的煤层瓦斯压力小于5 MPa时的封孔，液压和水压由液态CO2提供；封孔器组件进液管、进水管、测压管、胶囊及测定仪表。
5．7 用注浆封孔测压法时，还需:手摇注液泵;压气注浆器用于测压钻孔长度小于20m时的封孔注浆，其容量应大于封20m钻孔所需的水泥浆容量，动力为井下压缩空气； 泥浆泵宜用柱塞泥浆泵，其流量为20～50L／min，压力为3～4MPa；密封粘液密封粘液由骨料、填料和粘液混合而成。密封粘液(封堵间隙为不大于4 mm)的配方为：
化学浆糊粉(淀粉+防腐剂)与水的比例(质量比)1：16制成粘液，骨料与粘液的比例(体积比)为1：8，填料与粘液的比例(体积比)为1：16。其中骨料由粒度为0．5～1．0，1．0～2．5，2．5～5．0mm的炉渣按体积比1：2：3混合而成；填料由0．25～0．5，0．5～1，1．0～2．5 mm的锯末按体积比1：1：1均匀混合而成； 膨胀不收缩水泥浆由膨胀不收缩水泥与水(井下清洁水)按一定比例制成；测压管、注浆管(φ13mm 铁管)及附件。
5．8 用主动测压法时，还需：
高压储气罐必须符合劳动部《气瓶安全监察规程》的要求；
充气联接装置必须联接方便、可靠；
补偿气体高压N2，高压CO2气体或其他惰性气体。
6 瓦斯压力测定工艺
6．1 测定地点的选择
6．1．1 同一地点应打两个测压钻孔，钻孔口距离应在其相互影响范围外，其见煤点的距离除石门测压外应不小于20m。石门揭煤瓦斯压力测定按《防治煤与瓦斯突出细则》(简称《细则》)的有关规定进行。 6．1．2 除在煤巷中测定本煤层瓦斯压力外，测定地点应选择在石门或岩巷中。
6．1．3 钻孔应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围。
6．1．4 测定煤层原始瓦斯压力的见煤点应避开地质构造裂隙带、
巷道、采动及抽放等的影响范围。
6．1．5 选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度。
6．1．6 瓦斯压力测定地点宜选择在进风系统，行人少且便于安设保护栅栏的地方。
6．2 测定方法的选择
6．2．1 测压处岩石坚硬、少裂隙，可采用黄泥、水泥封孔测压法。 6，2．2 在松软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时：
钻孔长度≤15m时应采用胶囊—密封粘液封孔测压法；
钻孔长度>15m时应采用注浆封孔测压法。
6．2．3 竖井揭煤可采用注浆封孔测压法。
石门揭煤的测压，按《细则》的有关规定进行。
6．2．4 测定邻近煤层的瓦斯压力或煤层群分层测压应采用注浆封孔测压法。
6．2．5 测压时间充足时，宜采用被动测压法。
测压时间较短时，应采用主动测压法。
6．3 钻孔施工
6．3．1 钻孔的开孔位置应选在岩石(煤壁)完整的位置。
6．3．2 钻孔施工应保证钻孔平直、孔形完整，穿层测压钻孔宜穿煤层全厚。
6．3．3 钻孔施工好后，应立即清洗钻孔，保证钻孔畅通。
6．3．4 在钻孔施工中应准确记录钻孔方位、倾角、长度、钻孔开始见煤长度及钻孔在煤层中长度，钻孔开钻时间、见煤时间及钻毕时
间。
6．4 封孔
6．4．1 钻孔施工完后应在24h内完成封孔工作。
6．4．2 准备工作：
6．4．2．1 按选用的封孔方法准备好封孔材料、仪表、工具等。
6．4．2．2 检查测压管是否通畅及其与压力表联接的气密性。
6，4．2．3 钻孔为下向孔时应将钻孔水排除。
6．4．3 封孔深度：
6．4．3．1 封孔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：
a)黄泥、水泥封孔测压法的封孔深度应不小于5m；
b)胶囊—密封粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应不小于10m；
c)注浆封孔测压法的封孔深度不小于12m，煤层群分层测压时则应封堵至被测煤层在钻孔侧的顶板或底板；
d)应尽可能加长测压钻孔的封孔深度。
6．4．3．2 本煤层测压孔封孔应保证其测压气室长不小于1．5m，穿层测压孔的封孔不宜超过被测煤层在钻孔侧的顶板或底板。
6．4．4 黄泥、水泥封孔测压法封孔步骤：
a)如图1所示，将挡板固定在测压管的端头，然后送至预定的封孔深度；
b)用送料管将封孔材料送至挡板处，轻轻捣实将测压管固定住，
然后将黄泥或水泥团逐步送入孔中，并用送料管将其捣实，一直到孔口。在封孔的过程中，每隔1 m左右打入一个木塞；
c)在距孔口0．5m处用速凝水泥封孔，孔口用木楔固定；
d)封孔24h后，安装压力表。
6．4．5 胶囊—密封粘液封孔测压法封孔步骤：
a)如图2所示，在测压地点先将封孔器组装好，将其放入预计的封孔深度，在钻孔孔口安装好阻退楔，联接好封孔器与密封粘液罐、压力水罐，装上各种控制阀，安装好压力表；
b)启动压力水罐开关向胶囊充压力水，待胶囊膨胀封住钻孔后开启密封粘液罐往钻孔的密封段注入密封粘液，密封粘液的压力应略高于煤层预计的瓦斯压力。
1—三通；2—压力表；3—密封粘液罐；4—阻退楔；5—输液管；6—胶囊1；7—密封粘液；8—胶囊2；9—压力水罐；10—钻孔
图2 胶囊—密封粘液封孔测压示意图
6．4．6 注浆封孔测压法封孔步骤：
钻孔直径为φ65～75 mm，钻孔长度为15～70m。封孔步骤为：
a)如图3所示，将测压管安装至预定的封孔深度，在孔口用木楔封住，并安装好注浆管；
b)根据封孔深度确定膨胀不收缩水泥的使用量，按一定比例配好封孔水泥浆，用压气注浆器或泥浆泵一次连续将封孔水泥浆注入钻孔内；
c)注浆48h后，通过测压管用手摇注液泵将粘液注入钻孔内；
d)撤下手摇注液泵，在孔口安装三通及压力表。
图3 注浆封孔测压封孔示意图
7 瓦斯压力观测与确定
7．1 测压管理
7．1．1 必须设专人负责瓦斯压力的测定工作。
7．1．2 在瓦斯压力测定过程中，应作好各种参数及施工情况的记录。
7．2 观测
主动测压法应每天观测一次，被动测压法应至少3天观测一次。 在观测中发现瓦斯压力值变化较大，则应增加观测次数。
记录表的格式如表1。
7．3 瓦斯压力观测时间
采用主动测压法时，当煤层的瓦斯压力小于4 MPa时需5～10d；当煤层的瓦斯压力大于4 MPa时，则需20～40d。
被动测压法时，则视煤层的瓦斯压力及透气性大小的不同，需30d 以上。
7．4 瓦斯压力的确定
7．4．1 将观测结果绘制在以时间(d)为横坐标，瓦斯压力(MPa)为纵坐标的坐标图上，当测压时间达到7．3的规定，如压力变化小于0．005MPa／d，测压工作即可结束；否则，应延长测压时间。
7．4．2 对于上向测压钻孔，在结束测压工作、撤卸表头时(撤表头时应制定相应的安全措施)，应测量从钻孔中放出的水量，根据钻孔参
数、封孔参数计算出钻孔水的静水压力，并从测定压力中扣除。 对水平及下向测压孔则以测定值作为瓦斯压力值。
7．4．3 同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果。
新安煤矿瓦斯压力测试方案 一、测试地点 13轨道下山(2个)、15轨道下山(3个)、15皮带下山(2个)三个地点共布置测压钻场7个，每个钻场布置3个测压孔，共布孔21个(见CAD附图所示)。 二、测压地点钻孔布置参数 由石门或其他围岩巷道向煤层打测压钻孔。钻孔与煤层交角应尽量接近900，钻孔要打穿煤层全厚，孔径在75mm以上。
三．测压方法 采用钻孔瓦斯压力自然恢复的方法测定煤层原始瓦斯压力。首先在距测压煤层一定距离（>20m）的岩巷打孔，孔径一般取直径∮75mm 以上的穿层钻孔，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，测压的头三天，需要每天记录二至三次压力表的指示值；以后每一天记录一次压力表的指示值。当压力表的压力指示值连续三天没有变化时，其压力即为煤层原始瓦斯压力，压力测定结束。 封孔及测压操作程序如下： 1）当钻孔即将见煤时应停止钻进，通知测压人员，待其到达现场后，恢复钻进，穿透煤层，并清洗钻孔。排除孔中的积水和岩屑。 2）测压人员要及时组装测压器，尽快封闭测压孔。封孔器的安装长度视钻孔深度而定，一般应尽可能靠近煤层。前端胶圈距煤层1-1.5m为宜。装配时在所有胶圈处的内管外壁上抹上黄油，以减少胶圈移动时磨擦力，为了保证内外管不漏气，在其接口处要缠上适量的生料带。 3）当封孔器的封孔段送到预定位置时，转动加压手轮，使两组胶圈受压膨胀，当感到胶圈膨胀与孔壁接触紧密后停止加压。 4）在孔口打上防滑楔，以策安全。 5）安装压力表。安装时要仔细检查压力表密封垫圈是否合格，为可靠起见，最好也缠绕适量的生料带。
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。
瓦斯压力测定标准 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
[1]AQ 1047-2007—2007 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法[S]. 煤层的瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一，它对于确定煤层瓦斯 含量，进行矿井瓦斯涌出治理，瓦斯抽放以及煤与瓦斯突出的防 治等工作均具有十分重要的意义。在治理矿井瓦斯的长期实践 中，已探索出了许多井下煤层瓦斯压力的直接测定方法，在这些 测定方法中，多数准确度高、易操作，但也有不少的测定方法其 准确度低、可靠性差。因此，有必要对煤层瓦斯压力的测定方法 进行规范，并在此基础上制定煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定的 行业标准。 本标准的制定以测定方法的可靠性为主，兼顾其可操作性及已 使用的程度，同时考虑瓦斯压力测定的最新科研成果。 本标准遵循煤炭工业部颁布的《煤矿安全规程》和《防治煤与 瓦斯突出细则》等文件的有关规定。 本标准由煤炭工业部科技教育司提出。 本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院。 本标准主要起草人：许英威、杜子健。 本标准委托煤矿安全标准化技术委员会煤矿瓦斯防治及设备分 会负责解释。 1 范围 本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求。
本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力(简称瓦斯压力测定)。 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 JJG 52—71 工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程国家技术监督局 防治煤与瓦斯突出细则 1995—05—01 煤炭工业部 气瓶安全监察规程 1989—12—22 劳动部 3 测定原理 通过钻孔揭露煤层，安设测定仪表并密封钻孔，利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。 4 方法分类 4．1 按测压方式分 4．1．1 主动测压法 钻孔封完孔后，通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力的测压方法。补偿气体可选用高压氮气(N2)，高压二氧化碳气体(CO2)或其他惰性气体。补偿气体的充气压力应略高于预计煤层瓦斯压力。 4．1．2 被动测压法
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
JD-WCY-1型煤层瓦斯压力测定套件 煤层瓦斯压力测定套件煤层瓦斯压力是重要的瓦斯参数之一，瓦斯压力越大，煤层的瓦斯含量越大，煤与瓦斯突出危险性越大。煤层瓦斯压力测定时煤矿瓦斯治理的重要工作之一。准确测定煤层瓦斯压力，对保证矿井安全生产具有重要意义，对有效制定矿井瓦斯防治方案与措施，准确预测预报煤与瓦斯的突出危险性具有重要意义。 目前采取水泥封孔测压是测定煤层瓦斯压力最常用的方法，根据现有瓦斯压力测定的方法的步骤、工序，经过长期的实践和摸索，研发了适合封孔测压发的主动式测压套件，使得瓦斯压力测定过程更加规范，也更加简单，进而确保了瓦斯压力测定结果的准确性。 产品构成： 根据测压钻孔的倾角，JD-WCY-1型煤层瓦斯压力测定套件可分为仰角封孔测压套件和俯角封孔测压套件。仰角封孔测压套件主要由1/4钢管、高压回浆管、三通、球阀、高压胶管、压力控制专用组合、耐震压力表等组成。俯角封孔测压套件主要有1/4钢管、花管、高压胶管、三通、球阀、高压胶管、压力控制专用组合、耐震压力表等组成。 性能特点： 1.设备轻便，方便井下携带运输。 2.操作简单并且成本较低。 3.配合本公司研发的速凝膨胀封孔剂，大大提高了测定瓦斯压力的准确性。 4.能够实现主动性测压，测压周期明显缩短。 使用方法： 根据钻孔角度分为仰角连接和俯角连接法。 仰角连接方法： 钻孔钻毕数小时后，用压风清理钻孔。根据钻孔深度确定测压管、回浆管的长度，连接回浆管同时将侧压管用12号铁丝每隔2米绑定在回浆上并使测压管顶端稍高于回浆管0.5米，然后送入钻孔，回浆管距最顶端2-4米处用三通（回浆用）连接，其余回浆管连接处用直通连接，并在连接均匀涂抹专用胶水，保证连接可靠，将注浆管从孔口处放入，用较稠速速凝膨胀封孔剂封堵孔口0.5-0.7米，固定好孔口，并保证三个管外露藏毒不小于0.3米。回浆管最低端接PVC球阀，注浆管底端接不锈钢球阀，开始俩球阀均处于开启状态。待速凝膨胀封孔剂凝固，固定好孔口后，用注浆泵注入配置好的速凝膨胀封孔剂浆液进行封孔，待PVC 球阀流出浑浊浆液时后10s左右停止注浆并关闭不锈钢球阀，待回流量明显变小后再关闭PVC球阀。待速凝膨胀封孔剂凝固后（一般8h），按照安装方法装配
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
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
织金县化起龙金煤矿M6煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定 项目原始瓦斯压力测定方案 1、测定地点的选择 现场实测M6煤层瓦斯压力，在需要鉴定的区域选择具有代表性地点，布置M6煤层穿层测压钻孔。 测定煤原始瓦斯压力地点，初步选择在主斜井井底车场处、回风斜井井底车场处和1063回风巷掘进头处钻场共3个地点施工6个穿层测压钻孔。测定地点尽量避裂隙带、破碎带、淋水带，不受采动影响，钻孔周围煤层处于原始状态。钻孔参数见表一、钻孔布置如图一。 1063回风巷掘进头处钻场需施工测压钻场，即先施工一段上山巷道至M6煤层顶板5m处后落平，再施工一段平巷钻场(平巷钻场尺寸以4*3*2m为宜)，在钻场内施工穿层钻孔。钻场形式见图二。 图二测压钻孔钻场布置示意图 2、测定钻孔施工 ①钻孔孔径φ75mm。 ②钻孔施工应保证钻孔平直、孔型完整，钻孔穿过M6煤层全厚并进入煤层顶（底）板 0.5m。 ③钻孔施工好后，应立即用压风或清水清洗钻孔，清除钻屑，保证钻孔畅通。 ④在钻孔施工中应准确记录钻孔方位、倾角、长度、钻孔开始见煤长度及钻孔在煤层中长度，钻孔开钻时间及钻毕时间。（记录格式见瓦斯压力观测表）。
⑤钻孔施工前应制定详细的技术及安全措施。 ⑥钻孔倾角应不小于6°。 3、测定钻孔封孔 要求： ①钻孔施工完成后应在24小时内完成钻孔封孔工作。 ②封孔深度：不小于20m。 ③封孔方法：采用水泥、水泥膨胀剂加水搅拌成的混合浆液，通过注浆泵注入测压孔封孔。仰角孔封孔： 测压管用几节4分无缝钢管连接，最里一节1m处以里打上花眼，作为进气孔。测压钢管每节长度2m，为保证其气密性，管接头部分采用生料带缠绕，测压尾管端头用细铜纱网包裹，以防煤屑及杂物进入堵塞管路。 注浆管为两节4分无缝铁管（长度2m），管端头采用高压胶管与注浆泵相连。 将测压管和注浆管送入钻孔内后，用聚氨酯将其在孔口处固定，以防止注浆时浆液流出。待聚氨酯反应凝固后即可注浆，当测压管见注浆液溢出时立即停泵，同时关闭设置在注浆管孔口的球阀。封孔工艺如图三所示。 俯角孔封孔： 封孔前应用胶管接通压风，将孔内积水排出。测压管用几节4分无缝钢管连接，最里一节测压尾管需要根据钻孔孔径加工挡盘，以防止注浆时浆液流入测压气室内。测压钢管每节长度2m，为保证其气密性，管接头部分采用生料带缠绕，测压尾管端头用细铜纱网包裹，以防煤屑及杂物进入堵塞管路。 注浆管为一节4分无缝铁管（长度2m），管端头采用高压胶管与注浆泵相连。 固定好测压管后，应尽快向测压孔内注浆，待孔口有浆液体流出后，即可停泵，注浆工作结束。封孔工艺如图四所示。 4．测压所需材料与加工（以下列出的是一个钻孔所需的封孔材料）： （1）量程1.6MPa压力表1块； （2）测压管：4分无缝铁管共20m，单管长度1.5m，两端有丝扣（根据钻孔情况测管长度作出调整）； （3）4分球阀2个，4分管接头（管箍）14个； （4）注浆管：4分无缝铁管3m，单管长度1.5m，两端套丝扣；（根据钻孔情况注浆管长度作出调整）。
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；
煤层瓦斯压力测定新技术 我国煤矿绝大多数是瓦斯矿井，瓦斯事故为煤矿生产中最严重的自然灾害之一。准确测定煤层瓦斯压力对矿井瓦斯综合治理具有重要意义。煤层瓦斯压力的测定有直接测定法和间接测定法，直接测定方法是在煤层中直接打钻测定瓦斯压力，间接测定法是通过测定煤层中的瓦斯含量，通过计算来确定煤层瓦斯压力。 标签：瓦斯压力；测定；新技术 1 直接法测定煤层瓦斯压力 煤层瓦斯压力直接测定法是采用从岩巷或煤巷向煤层打钻孔，通过往钻孔内下测压管来测定煤层瓦斯压力，封孔材料可以根据测压的需要和封孔段岩石的破碎程度和致密程度采用黄泥、水泥浆、胶圈或采用胶囊－压力黏液。当封孔段岩层坚硬致密时一般采用水泥沙浆加入膨胀剂封孔，当封孔段岩性为泥岩或者有煤 线或者直接在煤层中打测压钻孔时一般采用胶囊－压力黏液封孔。 水泥浆的稀稠、是否存在颗粒对封闭是否严密有着直接影响，水泥浆过稀将导致凝固后存在较大的空间，测量室增大。钻孔倾角变化将影响测量室长度的变化，测量室过长则封孔段长度将减小，在钻孔壁破碎的情况下必然封孔不严密，钻孔内的瓦斯在压力梯度的影响下将沿着裂隙向巷道涌出，在这种情况下，所测 定出来的瓦斯压力小于实际瓦斯压力值。 测定出来的压力是否为煤层实际瓦斯压力将取决于泡沫封孔段的长度与黏液段的长度和黏液的压力，当钻孔深度较长时，可以多设置几段黏液段，中间用泡沫封孔段隔开。测定煤层瓦斯压力之前估计一个煤层瓦斯压力P1，黏液的压力P2可以通过连接在黏液管外面的注液泵来调节，在测定过程中始终保持P2＞P1，压力表稳定时所测得的压力即煤层的瓦斯压力。这种封孔方法可以在岩层破碎段或煤线段通过注黏液来封堵钻孔内的裂隙，较采用水泥浆封孔所测得的瓦斯压力更接近煤层的实际瓦斯压力。缺点在于当钻孔内破碎段较多或者煤线较多时，封孔工艺复杂并且黏液管始终连接着注液泵，设备浪费较大。 2 间接法测定煤层瓦斯压力 众所周知，瓦斯在煤体中呈现出两种状态，在渗透空间内的瓦斯主要呈自由状态，称为自由瓦斯或游离瓦斯，由于瓦斯分子的自由热运动，显示出相应的瓦斯压力，这种状态的瓦斯服从气体状态方程。另一种在微孔内主要呈吸附状态存
附录A煤层瓦斯压力测定方法 A.0.1煤层瓦斯压力的测定方法按测压方式，即：测压时是否向测压孔内注入补偿气体，可分为主动测压法和被动测压法；按测压钻孔封孔的材料不同可分为胶囊（胶圏）—密封粘液封孔测压法和注浆封孔测压法。 A.0.2打设测压孔应遵守下列规定： 1 在距测压煤层不少于5m（垂距）的开挖工作面钻孔，孔径一般宜为65～95mm，钻孔长度应保证测压所需的封孔深度。 2 钻孔宜垂直煤层布置。 3 从钻孔进入煤层开始，应不停钻直至贯穿煤层。然后清除孔内积水和煤（岩）屑，放入一根钢性导气管，立即进行封孔。 4 在钻孔施工中应准确记录钻孔方位、倾角、长度、钻孔开始见煤长度及钻孔在 煤层中长度、钻孔开钻时间、见煤时间及钻毕时间。 A.0.3测压钻孔施工完后应在24h内完成钻孔的封孔工作，应在完成封孔工作24h 后进行测定工作。 A.0.4采用主动测压时，只在第一次测定时向测压钻孔充入补偿气体，补偿气体的充气压力宜为预计的煤层瓦斯压力的1.5倍；采用被动测压法时，不进行气体补偿。 A.0.5采用环形胶圈、黏液或水泥砂浆等封孔测压时，可按下列步骤进行： 1 在钻孔内插入带有压力表接头的紫铜管，管径为6~20mm，长度不小于7 m。岩石硬而无裂隙时封孔长度不宜小于5m，岩石松软或裂隙发育时应增加。 2 将经炮泥机挤压成型的特制柱状炮泥送入孔内，柱状翻土末端距紫铜管末端 0.2~0.5m，每次送入0.3~0.5m，用堵棍捣实。 3 每堵lm黏土柱打入1个木塞，木塞直径小于钻孔直径10~15mm。打入木塞时应
保护好紫铜管，防止折断。 A.0.6观测与测定结果的确定应符合下列规定： 1 采用主动测压法时应每天观测一次测定压力表，采用被动测压法应至少3d观测一次测定压力表。 2 将观测结果绘制在以时间（d）为横坐标、瓦斯压力（MPa)为纵坐标的坐标图上，当观测时间达到规定时，如压力变化在3d内小于0.015MPa，测压工作即可结束；否则，应延长测压时间。 3 在结束测压工作、撤卸表头时（应制定相应的安全措施），应测量从钻孔中放出的水量，如果钻孔与含水层、溶洞导通，则此测压钻孔作废并按有关规定进行封堵；如果测压钻孔没有与含水层、溶洞导通，则需对钻孔水对测定结果的影响进行修正，修正方法可根据测量从钻孔中放出的水量、钻孔参数、封孔参数等进行。 4 测定结果按式A.0.6-1确定： P= P0+ P’ （A.0.6-1）式中： P——测定的煤层瓦斯压力值（MPa）； P0——测定地点的大气压力值（MPa）；大气压力的测定应采用空盒气压计进行测定，空盒气压计应遵循标准QX/T 26的相关规定； P’——测压孔内的煤层瓦斯压力（修正）值（MPa）。 5 同一测压地点以最髙瓦斯压力测定值作为测定结果。 条文说明：本附录主要参照《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQT 1047）。
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。
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。
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：
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 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
[1]AQ 1047-2007—2007 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法[S]. 煤层的瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一，它对于确定煤层瓦斯含量，进行矿井瓦斯涌出治理，瓦斯抽放以及煤与瓦斯突出的防治等工作均具有十分重要的意义。在治理矿井瓦斯的长期实践中，已探索出了许多井下煤层瓦斯压力的直接测定方法，在这些测定方法中，多数准确度高、易操作，但也有不少的测定方法其准确度低、可靠性差。因此，有必要对煤层瓦斯压力的测定方法进行规范，并在此基础上制定煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定的行业标准。 本标准的制定以测定方法的可靠性为主，兼顾其可操作性及已使用的程度，同时考虑瓦斯压力测定的最新科研成果。 本标准遵循煤炭工业部颁布的《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出细则》等文件的有关规定。 本标准由煤炭工业部科技教育司提出。 本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院。 本标准主要起草人：许英威、杜子健。 本标准委托煤矿安全标准化技术委员会煤矿瓦斯防治及设备分会负责解释。 1 范围
本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求。 本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力(简称瓦斯压力测定)。 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 JJG 52—71 工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程国家技术监督局 防治煤与瓦斯突出细则1995—05—01 煤炭工业部 气瓶安全监察规程1989—12—22 劳动部 3 测定原理 通过钻孔揭露煤层，安设测定仪表并密封钻孔，利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。 4 方法分类 4．1 按测压方式分 4．1．1 主动测压法 钻孔封完孔后，通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力的测压方法。补偿气体可