煤层瓦斯压力测定新技术

《井下直接法测定煤层瓦斯压力数值模拟研究及工程指导》篇一一、引言在煤炭资源开发过程中，煤层瓦斯压力的准确测定是煤矿安全生产和瓦斯资源利用的重要基础。

而井下直接法作为一种实用的瓦斯压力测定方法，因其简单易行和精度高的特点得到了广泛的应用。

本文旨在通过数值模拟的方法，对井下直接法测定煤层瓦斯压力进行研究，以期为工程实践提供指导。

二、研究背景与意义煤层瓦斯压力是决定煤矿安全生产和瓦斯资源利用的关键因素之一。

由于地质条件的复杂性，准确测定煤层瓦斯压力显得尤为重要。

井下直接法作为瓦斯压力测定的主要方法之一，其精确度和可靠性直接影响着煤矿生产安全及瓦斯资源开发利用的效率。

因此，开展井下直接法测定煤层瓦斯压力的数值模拟研究具有重要的理论和实践意义。

三、研究方法与数值模拟（一）研究方法本文采用数值模拟的方法，通过建立煤层瓦斯流动的数学模型，模拟井下直接法测定煤层瓦斯压力的过程。

具体包括建立煤层瓦斯流动的物理模型、数学模型以及求解方法等。

（二）数值模拟在数值模拟过程中，我们首先确定了煤层瓦斯的物理性质和地质条件等参数。

然后，根据实际工程情况建立了相应的数学模型。

接着，利用数值分析软件，对数学模型进行求解，得出井下直接法测定煤层瓦斯压力的模拟结果。

四、数值模拟结果与分析（一）模拟结果经过数值模拟，我们得出了不同地质条件、不同煤层深度以及不同瓦斯压力下的井下直接法测定煤层瓦斯压力的模拟结果。

这些结果包括瓦斯的流动速度、压力分布以及测定误差等。

（二）结果分析根据模拟结果，我们可以分析出井下直接法测定煤层瓦斯压力的规律和特点。

例如，在地质条件复杂、煤层深度较大的情况下，井下直接法测定煤层瓦斯压力的误差可能会增大。

因此，在实际工程中需要根据具体情况选择合适的测定方法和参数。

五、工程指导与应用（一）工程指导根据数值模拟结果，我们可以为煤矿生产过程中的瓦斯压力测定提供具体的指导。

例如，在地质条件复杂、煤层深度较大的情况下，需要选择更为精确的测定方法和参数；在瓦斯资源开发利用方面，可以根据模拟结果优化开发方案，提高瓦斯资源的利用效率。

精确测定煤层瓦斯压力方法研究【摘要】几十年来, 国内外煤与瓦斯突出预测常用的方法有单项指标法、地质统计资料法和综合指标法等。

但这些方法都存在局限性,预测结果的可靠性、准确性和时效性远远不能满足矿井生产和安全管理的需要。

本文对此提出了新的测定煤层瓦斯压力方法，对于煤与瓦斯突出的危险性的对策有重要的意义。

【关键词】煤层;瓦斯;精确测定;方法0.引言中国广泛采用的测压工艺一般是在石门或岩巷中进行,通过岩柱向未开采的煤层施工测压钻孔,孔中放置测压管,将钻孔密封后在测压管一端安装压力表,经过一段时间的压力平衡就可以得出瓦斯压力值。

针对该测压工艺,国内外在煤层瓦斯压力测定方面已经得出了黄泥--水泥测压法、胶圈(囊)--压力黏液测压法、注浆测压法等不同的测压方法。

但这些方法只适用于不含水的煤岩层,含水、渗水的煤岩层的瓦斯压力的测定问题一直是煤层瓦斯压力测定的一个难题。

1.现行技术及存在问题分析由于煤岩层含有水,测压管中充满了水,水压过大时有可能损坏压力表,并且煤层瓦斯压力无法准确测定,所施工钻孔只能作废。

在井下,测压钻孔的成本是非常高的,一旦某个钻孔作废而无法测出该处煤层瓦斯压力,不仅浪费了大量人力、财力、时间等,更重要的是给瓦斯治理工作带来困难。

围绕煤层瓦斯测压过程中出现水压的问题,许多学者及专家在最近几年得出了几种方法,具体分析如下:①通过测压管的流量,运用伯努利方程结合模拟实验间接计算煤层瓦斯压力:此方法误差较大,只是模拟数据而没有经过实际应用检验,对现场工作只能起指导作用。

②深孔一次注水泥浆封孔:该工艺适用于岩壁裂隙较不发育、出水点少且位置距孔口比较浅的测压钻孔;同时,由于受测算注浆量精度及水泥与水比例的影响,准确封堵渗水裂隙比较困难。

③有机高分子化合物马丽散、聚氨酯等作为封孔材料,化学合成材料封孔,多见于国外煤矿煤层注水和瓦斯抽放孔的封孔技术,在国内的生产还处于初步发展阶段,质量不稳定,达不到预定的封孔效果,同时价格昂贵,经济上不合理。

煤层瓦斯压力快速测定关键技术摘要：煤层瓦斯压力测定的准确与否，直接影响指导瓦斯治理措施，为确保测压快速准确，必须要解决一个难题——如何快速、准确测定瓦斯压力。

关键词：煤层快速测压准确关键技术潘三矿是淮南矿业集团重点监管六对强突矿井之一，特别是矿井进入深部开采，瓦斯防治第一步是基础资料准确可靠的收集，只有数据详尽的瓦斯地质基础资料，才能做到有的放矢，实现安全技术经济一体化。

近些年来，在瓦斯压力测定上我们一方面积极探索，另一方面借鉴兄弟单位成功经验，大力开展瓦斯压力安全、准确、快速测定工作。

1 组织保障①矿成立以通风副总为组长的测压小组，通防科、抽排队、监控中心及通风区抽调相对固定的工程技术人员为成员，通防科作为测压责任主体，负责全程测压工作。

②通防科在测压孔施工前编制测压方案，经测压小组会审后严格执行，落实到现场。

③通防科排定测压跟班表，从打钻、封孔、压力表及在线安装全过程跟班。

同时有计划地排定矿井测压工作排队表，做到测压工作按计划开展。

2 技术保障2.1 巷道顶底板喷注浆测压前提是保证不漏气，为此我们做到了在施工上向测压孔区域对巷道围岩喷浆，并对巷道3m松动圈采用带压注浆，注浆压力最终达6mpa注入巷道松动圈范围，将巷道松动圈裂隙注实密闭。

施工下向测压孔时对巷道底板打眼6m注浆并打水泥地坪，为施工测压孔创造有利条件。

2.2 测压钻孔施工2.2.1 钻孔若穿过裂隙发育带或孔周渗水的，测压孔施工前，先按测压孔设计参数用ф113mm钻头施工注浆孔，钻孔钻进至距预计待测煤层法距2m时停钻，撤出钻杆，并详细准确记录钻孔深度。

2.2.2 钻孔施工完毕，进行全孔注浆封堵周边裂隙。

先下6分软管至孔底，孔口用1.5m长4分铁管与6分注浆软管连接，再并行下1.5m长4分铁管，然后孔口采用聚氨酯封堵长1m，孔口注、返浆铁管尽量靠近孔壁，以防影响再次施工钻孔。

钻孔按水灰比0.9～0.75︰1配比水泥浆，先注稀浆后注稠浆，下向孔采用分次注浆，注浆终压达6mpa关闭进浆闸阀即可。

煤层瓦斯压力的测定方法《煤矿安全规程》要求，为了预防石门揭穿煤层时发生突出事故，必须在揭穿突出煤层前，通过钻孔测定煤层的瓦斯压力，它是突出危险性预测的主要指标之一，又是选择石门局部防突措施的主要依据。

同时，用间接法测定煤层瓦斯含量，也必须知道煤层原始的瓦斯压力。

因此，测定煤层瓦斯压力是煤矿瓦斯管理和科研需要经常进行的一项工作。

测定煤层瓦斯压力时，通常是从石门或围岩钻场向煤层打孔径为50～75mm的钻孔，孔中放置测压管，将钻孔封闭后，用压力表直接进行测定。

为了测定煤层的原始瓦斯压力，测压地点的煤层应为未受采动影响的原始煤体。

石门揭穿突出煤层前测定煤层瓦斯压力时，在工作面距煤层法线距离5m以外，至少打2个穿透煤层全厚或见煤深度不少于10m的钻孔。

测压的封孔方法分填料法和封孔器法两类。

根据封孔器的结构特点，封孔器分为胶圈、胶囊和胶圈—黏液等几种类型。

1．填料封孔法填料封孔法是应用最广泛的一种测压封孔方法。

采用该法时，在打完钻孔后，先用水清洗钻孔，再向孔内放置带有压力表接头的测压管，管径约为6～8mm，长度不小于6m，最后用充填材料封孔。

图1-17为填料法封孔结构示意图。

图1-17 填料法封孔结构1—前端筛管；2—挡料圆盘；3—充填材料；4—木楔；5—测压管；6—压力表；7—钻孔为了防止测压管被堵塞，应在测压管前端焊接一段直径稍大于测压管的筛管或直接在测压管前端管壁打筛孔。

为了防止充填材料堵塞测压管的筛管，在测压管前端后部套焊一挡料圆盘。

测压管为紫铜管或细钢管，充填材料一般用水泥和砂子或粘土。

填料可用人工或压风送入钻孔。

为使钻孔密封可靠，每充填1m，送入一段木楔，用堵棒捣固。

人工封孔时，封孔深度一般不超过5m；用压气封孔时，借助喷射罐将水泥砂浆由孔底向孔口逐渐充满，其封孔深度可达10m以上。

为了提高填料的密封效果，可使用膨胀水泥。

填料法封孔的优点是不需要特殊装置，密封长度大，密封质量可靠，简便易行；缺点是人工封孔长度短，费时费力，且封孔后需等水泥基本凝固后，才能上压力表。

煤层瓦斯压力测定施工安全技术措施煤层瓦斯压力测定是煤矿生产中重要的安全措施之一。

其通过对煤层瓦斯压力的实时监测，确保煤矿生产安全。

在煤层瓦斯压力测定过程中，安全技术措施至关重要，本文将从以下两个方面讨论安全技术措施：施工安全技术措施和作业安全技术措施。

施工安全技术措施安全制度在进行煤层瓦斯压力测定之前，必须建立相应的安全制度，明确工作职责和安全保障措施。

在制定安全制度时，应根据煤矿所在地区的气象条件、煤层瓦斯含量、矿山水文地质条件等各种因素进行评价和分析。

制度应包括煤层瓦斯压力实绩记录、警报和响应程序、紧急情况应急预案等内容。

职业证书开展煤层瓦斯压力测定工作的人员必须有相应的职业证书，证书的类型应与工作内容相对应。

检修设备的技术人员应具备国家或地方相应职业证书，并具有相应技术能力和保修能力。

预防措施在进行煤层瓦斯压力测定施工前，应通过煤层瓦斯传感器对测量点进行探测、测量和观测。

并且在天气不稳定的情况下，应停止作业,等待到天气稳定后再进行测量操作。

施工时要严格遵守安全规程和操作规程，同时要设置安全警示标志，以便及时发现和处理异常情况。

操作工具进行煤层瓦斯压力测定操作时，必须保证使用的测量仪器、设备和工具均为合格产品。

在使用仪器、设备和工具时，应逐个进行检测,确保测量准确，且仪器工作正常。

并且要经常进行运行检查和进出口清理，以保证设备的运行顺畅。

作业安全技术措施安全制度在作业过程中，应坚持压力实际记录原则，及时更新和完善测定数据记录。

保持测定结果及时反馈到生产的工作流程中，使矿山生产自动与瓦斯压力数据相配合。

对于发生紧急状况，应按照预先制定的应急预案进行应急处理，保证工人的安全。

工作环境气象条件对于矿山的生产安全具有重要影响，因此，必须根据煤层瓦斯含量、水文地质条件以及天气等因素要素保持实时的巡视和监测。

对于立即经验或处于可燃状态的煤炭，在测定之前，必须先行处理或弃置。

同时，在作业区域设置好警示标志，以保证工人的安全。

煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法煤层瓦斯压力是煤矿安全生产中的重要参数之一，其直接测定方法主要包括钻孔法和动态瓦斯捕放法两种。

本文将介绍这两种方法的原理、操作步骤及其优劣势。

一、钻孔法1. 原理钻孔法是通过在井下钻取孔眼，直接测定孔眼处的瓦斯压力来推断煤层瓦斯压力的方法。

该方法适用于煤层瓦斯压力较强或非均一分布的情况。

2. 操作步骤（1）选取钻孔位置：应根据地质条件及煤层瓦斯分布情况，选择代表性的可靠钻孔位置。

（2）安装钻具：根据钻孔深度，确定合适的钻具，安装好钻头、钻杆和冲洗管等工具。

（3）钻孔取芯：在钻孔过程中，定期进行取芯，取得煤、岩样品，并记录取芯深度。

（4）安装瓦斯取样管：当钻孔达到预定深度时，安装瓦斯取样管，并在取样管内连接好瓦斯采集器。

（5）取瓦斯样品：打开瓦斯采集器，让其吸收孔眼处的瓦斯，等到稳定后，记录瓦斯压力值。

3. 优缺点钻孔法的优点是测量结果精确、数据可靠，缺点是采样周期比较长，操作较为复杂，且采样位置有限，可能无法准确了解煤层瓦斯分布情况。

二、动态瓦斯捕放法1. 原理动态瓦斯捕放法是通过在井下进行直接瓦斯流量测定，来推断煤层瓦斯压力的方法。

如果设定好了固定的捕放压力差和流量差，就可以直接测量瓦斯流量来得到煤层瓦斯压力。

该方法适用于煤层瓦斯压力较低及煤层瓦斯均匀分布的情况。

2. 操作步骤（1）选取测点：根据地质条件及煤层瓦斯分布情况，选取代表性的井下瓦斯测点。

（2）安装瓦斯流量计：在瓦斯测点上安装好流量计，并连接好与流量计相对应的调节阀门，将瓦斯流向流量计。

（3）调节流量：打开调节阀门，调节流量差至设定值，记录两侧的气压差。

（4）测量瓦斯流量：在设定的流量差下，测量瓦斯流量。

（5）记录实验数据：记录瓦斯流量、温度、压力差和测点深度。

3. 优缺点动态瓦斯捕放法的优点是操作简单、测量周期短，能够测量大范围内的瓦斯压力，具有较好的适应性和灵活性。

但是，其结果有一定误差，需要结合其它技术方法共同应用。

煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法1. 引言1.1 概述本文旨在探讨煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法。

煤矿安全问题一直备受关注，其中一个重要的安全隐患就是瓦斯爆炸。

而准确测定井下煤层的瓦斯压力对矿工的生命和财产安全至关重要。

因此，本文将介绍一种可行且有效的直接测定方法，以帮助提高煤矿安全管理水平。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分：引言、煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法、方法的优缺点分析、应用实例与案例分析以及结论。

在引言部分，我们将首先概述该主题并明确文章目标。

然后我们会逐步介绍井下瓦斯压力测定方法方面的相关信息，并解释仪器设备及工具准备情况。

再者，我们将详细阐述实际应用中需进行的测量步骤和方法。

最后我们将对该方法进行优缺点的分析，评估其可行性和适用性。

1.3 目的本文的目的是介绍一种可靠且有效的煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定方法，并分析其优缺点。

通过对该方法的详尽描述与分析，我们旨在为煤矿安全管理人员提供参考和指导，帮助他们更好地了解测量煤层瓦斯压力的过程和工具，从而能够采取相应措施来预防潜在的安全风险和事故发生。

随着科技的不断发展，新技术层出不穷，在结论部分我们还将展望该方法未来的发展并提出建议。

希望通过这篇文章能够激发更多关于直接测定方法相关方面的讨论和进一步研究，以不断提高对井下瓦斯压力进行准确测定的能力，并为改善矿场安全做出更大贡献。

2. 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法2.1 瓦斯压力测定原理煤层瓦斯压力的直接测定方法是通过在煤矿井下进行现场实时监测来获取准确的瓦斯压力数据。

该方法根据物理学原理，利用特定的设备和工具进行测量。

首先，我们需要了解什么是瓦斯压力。

在煤矿井下，由于深埋地下以及岩层和周围环境的影响，煤层中会积聚一定数量的天然气（主要是甲烷），形成了一定的气体压力。

这个气体压力即为瓦斯压力。

测定瓦斯压力的原理是基于波动方程，通过将一个封闭容器引入到探测点，并且记录其内部气体状态变化来推断出压力水平。

任务二 煤层瓦斯压力及其测定【主要内容】一、煤层瓦斯压力及其分布规律 二、煤层瓦斯压力测定原理 二、煤层瓦斯压力测定方法四、瓦斯压力测定要求与数据处理五、实训与操作-钻机施工钻孔测定瓦斯压力《煤矿安全规程》要求，为了预防石门揭穿煤层时发生突出事故，必须在揭穿突出煤层前，通过钻孔测定煤层的瓦斯压力，它是突出危险性预测的主要指标之一，又是选择石门防突措施的主要依据。

同时，用间接法测定煤层瓦斯含量，也必须知道煤层原始的瓦斯压力。

因此，测定煤层瓦斯压力是煤矿瓦斯管理和科研工作需要经常进行的一项内容。

一、 煤层瓦斯压力及其分布规律煤层瓦斯压力是煤层裂隙和孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的作用力。

其单位是MPa(兆帕)。

它是煤层裂隙和孔隙内游离瓦斯热运动的结果。

根据大量的测定结果表明，在甲烷带内，煤层的瓦斯压力随深度的增加而增加，多数煤层呈线性增加，可以按下式预测深部煤层的瓦斯压力：)(00H H m p p -+= （1-2-1）式中 P ——在深度H 处的瓦斯压力，MPa ；P 0——瓦斯风化带H 0深度的瓦斯压力，MPa ，一般取0.15～0.2，预测瓦斯压力时可取0.196；H 0——瓦斯风化带的深度，m ； H ——煤层距地表的垂直深度，m ；m ——瓦斯压力梯度，MPa/m 。

可由下式计算：101=H H P P m —— （1-2-2）式中 P 1——实测瓦斯压力，MPa ；H 1——测瓦斯压力P 1地点的垂深，m 。

实际应用时，m 一般取为0.01±0.005。

煤层瓦斯的压力应该实际测量。

根据我国各煤矿瓦斯压力随深度变化的实测数据，瓦斯压力梯度m 一般在0.007～0.012 MPa/m ，而瓦斯风化带的深度则在几米至几百米之间。

表1-2-1是我国部分矿井的煤层瓦斯压力和瓦斯压力梯度实测值。

表1-2-1 我国部分矿井的煤层瓦斯压力和瓦斯压力梯度实测值对于一个生产矿井，应该注意积累和充分利用已有的实测数据，总结出适合本矿的基本规律，为深水平的瓦斯压力预测和开采服务。

井下煤层瓦斯压力直接测定技术标准（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，标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、方法、设备材料、仪表以及打钻、封孔、测压等技术工艺的要求。

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。

AQ/T 1047-2007 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法防治煤与瓦斯突出规定煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法3 技术要求测定井下煤层瓦斯压力应符合《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/T 1047-2007）的有关方法和技术要求。

4 测定钻孔封孔4.1 钻孔施工完后应在24h内完成封孔工作，在完成封孔工作24h后进行测定工作。

4.2 钻孔封孔必须采用注浆封孔法进行封孔，岩层钻孔封孔段长度不低于12m，煤层钻孔封孔段应避开卸压段，且封孔深度不小于50m，封孔段长度不小于12m，气密室长度均不小于1.5m。

5 其他要求5.1 矿井应指定专人负责瓦斯压力的测定工作，并将每次测定结果记录于瓦斯压力测定原始记录表上。

5.2 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，记录表格可参见附录A。

5.3 在测压钻孔封孔结束后，应在钻孔施工地点周围设警示标志。

5.4 同一地点以测定的最高瓦斯压力作为测定结果。

5.5 每施工一个测压钻孔应由测定人员、钻孔施工和封孔负责人对施工过程进行监督，确保钻孔施工质量，施工完毕后由三方共同在测压钻孔竣工参数记录表签字确认。

5.6 最终测定结果报告应附瓦斯压力测定原始记录表由测定人员签字后报通风科长和总工程师审查并建档永久保存。

附录 A（规范性附录）煤矿瓦斯压力测定原始记录表编号：共页校核人：日期：附录 B（规范性附录）测压钻孔竣工参数及封孔参数记录表。