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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。
关于煤矿瓦斯的几个参数1、瓦斯压力：煤层瓦斯压力是指煤层孔隙中所含游离瓦斯呈现的压力，即瓦斯作用于孔隙壁的压力。
煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力，也是煤层瓦斯含量多少的标志。
煤层孔隙内气体分子自由热运动撞击所产生的作用力; 在一个点上力的各向大小相等，方向与孔隙的壁垂直。
瓦斯压力的测定：瓦斯压力测定方法是:自井下巷道内打钻进入煤层，在钻孔中，密封一根刚性导气管，实测管内稳定的气压，即为瓦斯压力。
煤层瓦斯压力大小受多种地质因素的影响，变化较大。
在一个井田内的同一地质单元里，甲烷带的瓦斯压力通常随深度的增加而增大。
煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量和煤层瓦斯动力学特征的基本参数。
2、煤的坚固性系数：煤的坚固性系数时指煤块抵抗破坏能力的综合指标。
岩石分级：根据岩石的坚固性系数(f)，可把岩石(煤为岩石的一类)分成10级（表3-1），等级越高的岩石越容易破碎。
为了方便使用又在第Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ级的中间加了半级。
考虑到生产中不会大量遇到抗压强度大于200MPa的岩石，故把凡是抗压强度大于200MPa的岩石都归入Ⅰ级。
由于岩石的坚固性区别于岩石的强度，强度值必定与某种变形方式（单轴压缩、拉伸、剪切）相联系，而坚固性反映的是岩石在几种变形方式的组合作用下抵抗破坏的能力。
因为在钻掘施工中往往不是征的是岩石抵抗破碎的相对值。
因为岩石的抗压能力最强，故把岩石为致密粘土的抗压强度为10MPa。
岩石坚固性系数的计算公式简洁明了，f值可用于预计岩石抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性）。
岩石极限压碎强度（坚固系数）=0.1×岩石饱和抗压强度÷软化系数[1]3、煤的瓦斯放散初速度：单位mL/S煤的瓦斯放散初速度指标是煤自身的煤质指标之一，表征了煤的微观结构。
它不仅反映了煤的放散瓦斯能力，还反映出瓦斯渗透和流动的规律，在突出区域预测中起着重要的作用。
煤的这种放散瓦斯的能力大小与突出的发生有直接关系。
我国一直采用瓦斯放散初速度指标△P来对煤的这种能力进行评价，并结合煤的坚固性系数，，形成新的综合指标K=△P／f。
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 (8)3。
3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 (9)4.1 测定原理 (10)4.2 测定方法 (10)5 煤的破坏类型测定 (12)6 煤的坚固性系数测定 (12)6.1 仪器设备 (12)6。
2 煤样制取 (12)6。
3 测定步骤 (13)6。
4 数据计算 (13)7 瓦斯放散初速度测定 (14)7.1 仪器设备 (14)7.2 煤样制取 (14)7。
3 测定步骤 (14)7。
4 数据计算 (15)8 煤层瓦斯吸附常数测定 (15)8。
1 煤样制取 (16)8.2 测定步骤 (16)8.3 试验结果输出 (18)9 煤层瓦斯钻屑指标测定 (19)9。
1 钻屑量测定 (19)9.2 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。
附录 A煤层瓦斯压力测定方法附录 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—69—附录 A煤层瓦斯压力测定方法保护好紫铜管，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。
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法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。
JJG52—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。
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。
主动测定煤层瓦斯压力方法实际应用浅析摘要：测定煤层瓦斯压力时被动测压法存在两个明显缺点，一是钻孔施工过程中瓦斯解吸释放导致实测值偏低，二是低瓦斯压力煤层测压时间偏长。
主动测压法能够很好的解决这两个问题，并在矿井得到了实际应用，取得了明显效果。
关键词：瓦斯压力测压主动测压被动测压1 前言煤层瓦斯是煤与瓦斯突出灾害发生的动力之一。
因此，准确测定其压力对于评估煤层的突出危险程度十分重要。
测定煤层瓦斯压力的原理是向煤层打一钻孔，下置一根管子进入煤层中，管子上安装压力表，封闭钻孔内煤层与外部的联系。
因打钻扰动，煤体内吸附状态的瓦斯转变为游离状态向外放散，压力降低。
钻孔封闭后随着煤内瓦斯逐渐向钻孔处运移、解吸，钻孔内瓦斯压力逐渐增高。
煤层瓦斯在经过一段时间的运移、解吸后，钻孔内的瓦斯压力达到一定值，煤层瓦斯不再解吸，产生平衡，从外部的压力表即可以读出近似的煤层瓦斯压力值。
由于在打钻过程中煤体解吸并排放了部分瓦斯，在钻孔封堵后，瓦斯压力需要一定的时间才能达到再平衡值，故实际测得的压力值理论上均低于原始瓦斯压力。
采用主动法测压的具体做法是向钻孔的测压室内注入一定压力的不易被煤体吸附且不易与其它气体反应的气体，一般使用氮气，注入气体压力为预计煤层瓦斯压力的0.5倍，从而减少钻孔周围煤体吸附状态瓦斯解吸量，减少再平衡时间，即瓦斯压力观测时间。
2 现场应用2.1简介淮南某基本建设矿井，按高瓦斯矿井设计，但实际施工中各煤层瓦斯含量均较低。
在测定瓦斯压力时测定结果经常在0.2以下甚至多次为0,如没有瓦斯含量值作为辅助判断，难以判断是封孔失败还是真实值确为0。
为解决此问题，该矿采用了主动测压法来验证。
2.2封孔及注气封孔材料采用囊袋及膨胀水泥。
测压装置包括测压管、注浆管（四分镀锌管）、管道附件及三通阀、压力表等，注浆设备为注浆泵。
按照设计参数施工完钻孔后，按以下步骤封孔测压。
a.清除钻孔内的钻屑及积水后，退出钻杆，将注浆管及回浆管固定在测压管上并送入钻孔内，开动注浆泵，将水与水泥按比例倒入注浆泵，搅拌均匀并通过注浆管向钻孔内注浆；b.在浆液注满两端囊袋之前，注浆压强逐渐增大，当囊袋注满，压强冲破爆破阀，注浆压力会突然减小，在注满两个囊袋之间部位过程中压力逐渐增大，注浆压力达到要求后停止注浆，封闭注浆管，完成封孔；c.采用主动测压，将氮气通过三通阀注入气室，注气压力为预计煤层瓦斯压力的0.5倍。
瓦斯压力测定标准 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】[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。
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。
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。
2．封孔器封孔法
⑴胶圈封孔器法
胶圈封孔器法是一种简便的封孔方法，它适用于岩柱完整致密的条件。
图1-18为胶圈封孔器封孔的结构示意图。
图1-18 胶圈封孔器封孔结构示意图
1—测压管；2—外套管；3—压紧螺帽；4—活动挡圈；
5—固定挡圈；6—胶圈；7—压力表；8—钻孔
封孔器由内外套管、挡圈和胶圈组成。
内套管即为测压管。
封直径为50mm的钻孔时，胶圈外径为49mm，内径为21mm，长度为78mm。
测压管前端焊有环形固定挡圈，当拧紧压紧螺帽时，外套管向前移动压缩胶圈，使胶圈径向膨胀，达到封孔的目的。
北票矿务局台吉矿在－550m水平西5石门用胶圈封孔器实测的10号煤层瓦斯压力高达8.1MPa。
胶圈封孔器法的主要优点是简便易行，封孔器可重复使用；缺点是封孔深度小，且要求封孔段岩石必须致密、完整。
⑵胶圈—压力黏液封孔器法
这种封孔器与胶圈封孔器的主要区别是在两组封孔胶圈之间，充入带压力的黏液。
胶圈—压力黏液封孔器的结构如图1-19所示。
该封孔器由胶圈封孔系统和黏液加压系统组成。
为了缩短测压时间，该封孔器带有预充气口，预充气压力略小于预计的煤层瓦斯压力。
使用该封孔器时，钻孔直径62mm，封孔深度11～20m，封孔黏液段长度3.6～5.4m。
适用于坚固性系数不大于0.5的煤层。
图1-19 胶圈—压力黏液封孔器法的结构
1—补充气体入口；2—固定把；3—加压手把；4—推力轴承；
5—胶圈；6—粘液压力表；7—胶圈；8—高压胶管；
9—阀门；10—二氧化碳瓶；11—黏液；12—粘液罐
这种封孔器的主要优点是封孔段长度大，压力黏液可渗入封孔段岩（煤）体裂隙，密封效果好。
通过在阳泉、焦作和鹤壁等矿务局的实验证明，该封孔器能满足煤巷直接测定煤层瓦斯压力的要求。
实践表明，封孔测压技术的效果除了与钻孔未清洗干净，填料未填紧密，水泥凝固产生收缩裂隙，管接头漏气等工艺条件有关外，更主要取决于测压地点岩体或煤体的破裂状态。
当岩体本身的完整性遭到破坏时，煤层中的瓦斯会经过破坏的岩柱产生流动，这时所测得的瓦斯
压力实际上是瓦斯流经岩柱的流动阻力，因此，为了测到煤层的原始瓦斯压力，就应当选择在致密的岩石地点测压，并适当增大封孔段长度。
