煤层瓦斯参数测定设计
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大黄山豫新煤业有限责任公司大黄山煤层瓦斯基本参数测定及其突出危险性鉴定实施方案大黄山豫新煤业有限责任公司通风部2010年3月目录一、前言二、矿井基本情况1、交通位置2、地形地貌3、井田构造4、煤系地层及煤层5、开拓、开采三、通风、瓦斯四、技术方案1、煤样瓦斯参数实验测定1)坚固性系数测定步骤:2)瓦斯放散初速度测定步骤(WFC-2型)3)煤层瓦斯含量4) 煤层瓦斯压力测定5)煤层测压孔布置:五、煤层突出危险性评价六、工作安排说明七、所需设备和材料准备一、前言近年来所属矿井随着开采深度和开采强度的增加,瓦斯灾害越来越严重,矿井安全生产面临着许多新问题。
对于瓦斯矿井而言,瓦斯事故是煤矿的重大灾害和安全隐患之一。
在瓦斯综合防治中为避免盲目性,作到经济、有效、可靠和有预见性,需要对矿井煤层的瓦斯基本情况有一个准确的把握。
通过对瓦斯参数测定,确定煤层的瓦斯压力、煤的相关物理性质等特性,为瓦斯综合治理方案的制定,以及瓦斯抽放设计和综合利用提供基础和依据。
为此,新疆大黄山豫新煤业有限责任公司,根据大黄山煤矿采掘部署情况,现场测定+690、+772、+733中大、+733八尺煤层的瓦斯压力;同时取煤层的煤样,实验室分别测定煤的坚固性系数f、瓦斯放散初速度ΔP。
根据上述煤层瓦斯基本参数的测定并计算的结果,依据有关标准对大黄山煤矿煤层的突出危险性进行鉴定(或评价)。
二、矿井基本情况1、交通位置新疆豫新煤业公司大黄山煤矿位于阜康市、距乌鲁木齐125km,行政区划属阜康市管辖。
矿区以北7km有乌--奇公路和吐--乌--大高等级公路通过,矿区的沥青公路与之相连,交通较为方便。
新疆国土资源厅新疆生产建设兵团农六师大黄山煤矿划定矿区范围。
整个范围由8个拐点圈定,勘探区东西长约3.5km面积8km2。
由农六师于1958年建井,设计年产量9万吨,1997年后,通过逐年的技术改造后,现实际生产能力为60万吨,主要开采中大槽、八尺槽、2、地形地貌矿区地处准噶尔盆地东南缘之博格达山北麓低山~丘陵地带,地表植被稀疏,地形以黄山河为界东西各具特点。
瓦斯参数测定及措施效果检验消突评价相关要求瓦斯参数测定及措施效果检验、消突评价相关要求防突及措施效果检验、消突评价等补充资料一、瓦斯基本参数测量一、瓦斯基本参数测定的内容及原则一)用作瓦斯喷出量预测及瓦斯煤层气论证的瓦斯基本参数1.煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量是指在矿井大气条件下(环境温度为20℃,环境大气压力为0.1mpa)单位质量煤体中所含有的瓦斯气体(通常指甲烷)体积量,一般用m3/t表示其大小,即1t煤中所含瓦斯的立方米数。
煤层瓦斯含量又可分为:煤层瓦斯完整含量――未受到开采采动及煤层气影响的煤体内的瓦斯含量。
煤层瓦斯残存含量――受采矿采动及抽采影响的煤体内现存的瓦斯含量。
原煤瓦斯含量――单位质量原煤中所含的瓦斯量。
可燃基瓦斯含量――原煤中除去灰分和水分后的单位质量可燃部分煤中的瓦斯含量。
2.煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力就是指瓦斯成矿于煤层中所呈现出的气体压力,即为气体促进作用于孔隙壁的压力。
煤层瓦斯压力的单位通常用mpa则表示。
煤层瓦斯压力又可以分成:煤层瓦斯原始压力――未受采矿采动及抽采影响的煤体内的瓦斯压力。
煤层瓦斯存留压力――受到开采采动及煤层气影响的煤体内现存的瓦斯压力。
二)用于突出危险性鉴定的瓦斯基本参数1.煤层瓦斯压力12.煤层瓦斯含量<8m3/t)2.煤层的结构毁坏类型(ⅰ~v类):用煤层的结构特征、光泽、节理性质、断口性质及强度等指标综合充分反映的煤层被毁坏程度。
4.煤样的瓦斯阴之木初速度(△p):实验室测量的溶解瓦斯煤样在忽然卸压后最初一段时间内MALDI瓦斯释出快慢的相对指标。
5.煤样的坚固性系数(∫):用炖煮法测定的煤样抗炎碎裂强度指标。
6.煤的瓦斯MALDI特征曲线:现场实行煤样经实验室真空退附后,取值相同的溶解瓦斯压力并使其吸附平衡,然后而令其在大气压力状态下展开瓦斯MALDI量随MALDI时间关系的测量,统计分析得出结论MALDI特征参数。
发生改变吸附平衡的瓦斯压力,得出结论相同的MALDI特征参数,获得吸附平衡瓦斯压力与MALDI特征参数之间的关系曲线,该曲线即为为煤样的瓦斯MALDI特征曲线。
云南省镇雄县融安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二〇一〇年四月项目完成单位:中国矿业大学云南方圆中正工贸有限公司项目负责人:杨胜强中国矿业大学教授博导李一波198煤田地质勘探队瓦斯治理院院长工作人员:王东江中国矿业大学讲师胡新成中国矿业大学讲师周秀红中国矿业大学讲师孙祺中国矿业大学讲师肖化金中国矿业大学讲师尹新辉198煤田地质勘探队瓦斯治理院副院长邓小松198煤田地质勘探队工程师赵仁兴198煤田地质勘探队工程师李继奇198煤田地质勘探队工程师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。
融安煤矿位于云南省镇雄县境内,C5b、C6a煤层为融安煤矿的主采煤层,该矿原设计矿井生产能力为15万吨/年,现欲把矿井生产能力扩建为30万吨/年,因此需要了解C5b、C6a煤层的瓦斯基础参数,C5b、C6a煤层瓦斯参数的测定是否准确决定着融安煤矿今后的生产安全状况,决定着融安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,找出融安煤矿主采煤层的瓦斯赋存、运移和涌出规律,必须进行C5b、C6a煤层瓦斯基础参数的测定与分析工作。
另外,融安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。
本报告首先叙述融安煤矿的生产地质概况、然后在学习瓦斯有关理论的基础上,针对融安煤矿C5b、C6a煤层的具体情况,把C5b、C6a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。
煤层瓦斯参数测定技术方法总结目录第一章层瓦斯压力测定 0(一)固体材料封孔测定瓦斯压力 0(二)胶圈粘液封孔测定瓦斯压力 (1)第二章煤层瓦斯含量测定 (3)(一)采取煤样及瓦斯解吸速度测定 (3)(二)计算采样过程中的损失瓦斯量 (4)(三)残余瓦斯含量测定 (6)第三章瓦斯含量系数测定 (7)(一)测定原理 (7)(二)测定方法 (8)第四章煤层透气性系数的测定与计算 (9)(一)计算公式 (9)(二)测定与计算步骤 (10)(三)测定中的注意事项 (11)第五章煤的坚固性系数测定 (13)(一)测定原理 (13)(二)测定方法与步骤 (14)第六章煤的瓦斯放散指数测定 (15)(一)测定仪器 (15)(二)测定步骤 (15)第七章瓦斯吸附常数测定 (16)(一)瓦斯含量欲瓦斯吸附量、瓦斯压力及温度之间的关系 (16)(二)采用容量法测定等温吸附曲线计算a 、 b值的原理 (17)(三)、测定过程 (17)第八章预测瓦斯突出危险性参数测定 (18)(一)单项参数测定及计算 (18)(二)区域预测 (22)(三)工作面预测 (23)(四)防突措施效果检验 (25)第九章瓦斯储量、可抽量及抽放率计算 (26)(一)瓦斯储量计算 (26)(二)可抽瓦斯量概算 (26)(三)抽放率 (27)第十章抽放管路中的瓦斯流量测定与计算 (28)(一)参数测定 (28)(二)流量计算 (29)第十一章钻孔排放瓦斯有效半径测定 (36)(一)根据瓦斯压力确定排放瓦斯有效半径的方法 (36)(二)根据瓦斯流量确定排放瓦斯有效半径的方法 (36)第十二章钻孔瓦斯流量衰减系数的测定于计算 (37)第十三章瓦斯涌出量及其计算 (38)(一)掘进巷道的瓦斯涌出 (38)(二)、回采工作面瓦斯涌出量计算 (40)第一章煤层瓦斯压力测定(一) 固体材料封孔测定瓦斯压力首先在距测压煤层一定距离(≥5m)的岩巷打孔,孔径一般取φ68—φ108mm。
瓦斯性质及瓦斯参数测定
瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,有时单独指甲烷。
瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体,难溶于水,扩散性较空气高。
瓦斯无毒,但浓度很高时,会引起窒息。
瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态:在渗透空间内的瓦斯主要呈自由气态,称为游离瓦斯或自由瓦斯,这种状态的瓦斯服从理想气体状态方程;另一种称为吸附瓦斯,它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部,占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。
实测表明,在目前开采深度下(1000~2000m以内)煤层吸附瓦斯量占70%~95%,而游离瓦斯量占5%~30%。
煤层瓦斯含量是指单位质量煤体中所含瓦斯的体积,单位为m3/t。
煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据,是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数。
煤层在天然条件下,未受采动影响时的瓦斯含量称原始含量;受采动影响,已有部分瓦斯排出后而剩余在煤层中的瓦斯量,称残存瓦斯含量。
影响煤层原始瓦斯含量的因素很多,主要有:煤化程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造、水文地质条件等。
煤层瓦斯基本参数测定方案20 年月日A4打印/ 可编辑瓦斯基本参数测定制度为了提高瓦斯治理工作的预见性、准确性、可靠性,增强工作落实的责任性,特制定本规则。
一、职责集团公司总工程师对瓦斯参数测定工作负领导责任;集团公司通瓦部对瓦斯参数测定负技术指导责任;矿井总工程师对瓦斯参数测定工作的实施负组织领导责任;通瓦科、队或中介机构对瓦斯基本参数测定负具体实施责任。
二、瓦斯基本参数及意义1、瓦斯基本参数指煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数。
瓦斯基本参数分原始基本参数和残余基本参数。
2、原始基本参数用来衡量在原始状态下的煤层突出危险性,生产过程中瓦斯涌出量的大小,治理必要性和难易程度的指标,是编制瓦斯治理工作计划、技术方案、防治措施的的依据。
3、残余基本参数用来衡量瓦斯治理程度,是否达到安全开采的标准。
是生产过程还需要采取何种程度的安全技术措施的依据。
三、测定方法1、煤层原始瓦斯压力、透气性系数采用现场测定法测定,即在现场打钻孔测定瓦斯压力和根据钻孔内瓦斯压力的变化进行计算。
2、煤层原始瓦斯含量采用现场和实验相结合的方法测定,即通过取煤样测定吸附常数和工业指标,利用取煤样点及其附近的原始瓦斯压力计算获得。
3、残余瓦斯含量可采用间接法测定,即采用重庆煤矿院生产的DJC 瓦斯含量测定系统测定。
4、残余瓦斯压力可采用间接法计算,即根据在该区域测得的吸附常数、煤炭的工业指标和残余瓦斯含量计算获得。
四、原始瓦斯基本参数测定的要求1、在每个采区的主石门及其附近(或每个区段)向每一层可采煤层布置3个间距不小于10m的钻孔测定瓦斯基本参数。
2、在较大的地质构造带(断层落差大于10m,褶曲转向大于30°,断裂破坏带宽度大于20m,长度大于200m)至少布置3个间距不小于20m 的钻孔测定瓦斯基本参数。
3、在每个区段机巷掘进过程中的煤层赋存正常带和异常带各取一个煤样测定吸附常数和工业指标,计算煤层原始瓦斯含量,以校正钻孔测定的瓦斯含量。
煤层瓦斯基础参数测定技术煤层瓦斯是煤矿深部开采过程中不可避免的一种危险性高的天然气体。
矿井中的瓦斯含量如果过高,一旦遇到明火或静电等都有可能引起爆炸,严重威胁着煤矿生产和矿工的安全。
因此,如何准确测定煤层瓦斯的参数,对于煤矿安全生产具有十分重要的意义。
一、测量方法1.根据煤炭预报检查及历史经验,确定煤层瓦斯发生的区域。
在该区域内布设检测点位,以便及早采取相应防范措施。
2.常用测量方法:静态法和动态法。
静态法又可分为间气采集法、钻孔瓦斯抽采法和快速抽气法。
动态法又可分为激波法、阻尼热导法和热暴露法。
快速抽气法是最常用的测量方法,这种方法根据取回样气时的压力变化来计算瓦斯含量。
这种方法的优点是快速方便,可以对瓦斯的潜在危险区域进行现场测量和判断。
但是,由于此方法不能直接对采煤达到的回采面进行测量,且不能测量瓦斯渗透和逸散区域的瓦斯含量,其可靠性和实用性受到了影响。
阻尼热导法是通过热动态平衡来测定瓦斯体积的方法。
这种方法可以实现现场测量和自动化连续监测,且能够为煤矿生产提供实时瓦斯数据。
但是,该方法测量的范围有限,精度易受气体性质和测量条件的影响。
3.使用注意事项:a.测量前应对检测设备进行检查,确保其可靠,准确,精度高。
b.采集样气应根据当时气体的状态和矿井现场的环境选择合适的方法。
c.采样时应严格按照规定的安全措施操作,避免产生其他安全事故。
二、影响煤层瓦斯测定的因素1.煤层瓦斯的产生:煤层瓦斯的产生主要是煤层中红烧煤内部吸气和煤层周边废煤向煤层内透气所产生的,而这种产生的规律决定了不同的煤爆危险面临着不同的煤层瓦斯浓度问题。
2.煤层的性质:不同煤层的性质会直接影响煤层瓦斯的释放量和速度,进而影响到煤层瓦斯浓度的测定。
3.矿井本身的环境和条件:对于同一矿井不同地区的煤层瓦斯浓度测定结果也有很大的差异,这与矿井本身的环境和条件有很大的关系。
三、技术措施1.煤层瓦斯浓度实时在线监测:针对采煤面的高瓦斯浓度,可以使用实时在线监测技术,通过传感器实时监测瓦斯含量并将数据传输到监测中心。
煤层瓦斯基础参数测定煤层瓦斯是煤矿中常见的一种气体,具有易燃易爆、无色无味等特点,对煤矿安全产生了极大的威胁。
为了有效地控制煤层瓦斯的爆炸事故,对煤层瓦斯的基础参数进行准确测定非常重要。
首先是瓦斯抛出量的测定。
瓦斯抛出量是指煤层瓦斯在单位时间内通过单位面积的表面积的量。
瓦斯抛出量的测定可以通过瓦斯压集缸法、瓦斯瓶静态法、瓦斯管法等方法来进行。
其中,瓦斯压集缸法是最常用的方法。
该方法是将表示样本的煤块等放入瓦斯集缸中,通过一定时间的采样,测定瓦斯的释放量,再通过计算得出瓦斯抛出量。
其次是瓦斯含量的测定。
瓦斯含量是指煤矿巷道、工作面等空间中瓦斯在单位体积的含量。
瓦斯含量的测定可以通过全压挤法、抽取法、光谱分析法等方法来进行。
其中,全压挤法是最常用的方法。
该方法是通过在一定时间内挤压空气样品,再通过一定方法测定样品中瓦斯的含量。
最后是瓦斯压力的测定。
瓦斯压力是指煤层瓦斯在单位面积的压力。
瓦斯压力的测定可以采用瓦斯压力计法、瓦斯弹簧法、瓦斯瓶法等方法进行。
其中,瓦斯压力计法是最常用的方法。
该方法是将一个装有一定压力的气体的瓦斯压力计接入煤层,通过观察压力计中的气泡水平变化来测定瓦斯的压力。
煤层瓦斯基础参数的测定是煤矿安全工作的重要环节,对于了解煤层瓦斯的数据情况、制定合理的安全防范措施具有重要意义。
培训人员在学习煤层瓦斯基础参数的测定方法时,需要重视实践操作,熟悉测定仪器和设备的使用方法,掌握测定过程中的注意事项,提高测定的准确性和可靠性。
在培训中,应结合理论教学和实际操作,通过示范演示和实操训练相结合的方式,帮助培训生了解各种测定方法的原理和步骤,掌握测定所需的技术要求和操作流程。
同时,培训生还应了解煤矿瓦斯的特性和危害,了解煤矿瓦斯事故的典型案例,增强安全意识和防范意识。
总之,煤层瓦斯基础参数的准确测定对于煤矿安全防范具有重要意义。
通过培训,促进人员的专业技能提升,提高煤矿安全管理水平,为煤矿安全生产提供更有力的保障。
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)测压操作步骤 (2)瓦斯压力测定结果 (3)2 煤层瓦斯含量测定 (3)测定方法及过程 (4)煤层瓦斯含量测定结果 (5)3 煤层透气性系数测定 (7)测定原理 (7)测定方法 (8)煤层透气性系数计算结果 (9)4 钻孔瓦斯流量衰减系数的测定 (10)测定原理 (10)测定方法 (11)5 煤的破坏类型测定 (12)6 煤的坚固性系数测定 (12)仪器设备 (12)煤样制取 (13)测定步骤 (13)数据计算 (13)7 瓦斯放散初速度测定 (14)仪器设备 (14)煤样制取 (14)测定步骤 (14)数据计算 (15)8 煤层瓦斯吸附常数测定 (15)煤样制取 (16)测定步骤 (16)试验结果输出 (18)9 煤层瓦斯钻屑指标测定 (19)钻屑量测定 (19)钻屑瓦斯解吸指标测定 (19)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。
煤层基本瓦斯参数测定方法综述1 煤层瓦斯含量测定煤的瓦斯含量测定方法有两种方法:间接方法和直接方法。
1.1 间接方法 1)煤的游离瓦斯含量按气体状态方程(马略特定律)求得 x y = VPT o /(TP o ξ)式中 V —单位质量煤的空隙容积,m 3/t ; P —瓦斯压力,MPa ;To 、Po —标准状况下的绝对温度(273K )与压力(0.101325MPa ); T —瓦斯绝对温度,T=273+t ,t 瓦斯的摄氏温度(o C ); ξ—瓦斯压缩系数;X y —煤的游离瓦斯含量,m 3/t 。
2)煤的吸附瓦斯含量按郎缪尔方程计算并考虑煤中水分、可燃物百分比、温度的影响系数;100)100()31.01(11)(W A W e bp abp x t to n x --∙++=- 式中e —自然对数的底,e=2.718;To —实验室测定煤的吸附常数时的实验温度,o C ; T —煤层温度,o C ;n —系数,按下式确定;n=p07.0993.002.0+;p —煤层瓦斯压力,MPa ; a 、b —煤的吸附常数;A,W —煤中灰分与水分,%; x x —煤的吸附瓦斯含量,m 3/t 3)间接法测定瓦斯含量的校正目前国内有关的规范和计算方法中,虽然都有针对煤层水分和温度的校正因数,但对瓦斯组分的影响却没有提到。
通过大量瓦斯组分资料的分析得出,煤层瓦斯组分中CH 4浓度是在较大范围内变化时,煤对不同气体的吸附能力相差很大。
如不给予足够重视,则可能造成测量结果出现较大偏差。
煤层瓦斯组分主要有CH 4,2N 和2CO 和少量重烃(10462H C H C -)等。
煤层瓦斯组分中2N 和2CO 占有相当大的比例,而重烃的浓度在大多情况下则是可以忽略不计的。
当煤吸附含多种成分的瓦斯时,在用郎缪尔方程公式中仍用以吸附纯CH 4气体测定的吸附常数来确定煤的瓦斯含量,将会导致较大的误差。
因为此时任何2N 或2CO 的存在均会减少CH 4含量。