煤层瓦斯压力
- 格式:ppt
- 大小:208.50 KB
- 文档页数:25
瓦斯压力测定管理规定为了准确测定煤层瓦斯压力,为瓦斯基础资料收集提供准确数据,特制定本管理规定。
一、成立瓦斯压力测定领导小组组长:总工程师副组长:防突副矿长通防副总地测副总成员:通风防突科、地测科等相关工程技术人员。
二、各单位责任制1、测压领导小组(1)组织平衡协调测压工作中出现的问题,对测压全过程进行有计划的安排部署。
(2)准确掌握测压工艺,指挥调动和测压工作相关人员,确保测压封孔质量。
2、地测科:准确分析并提供测压地点水文地质资料。
3、通风防突科(1)根据地测科提供的地质资料编制测压设计,如设计的测压钻孔由于特殊原因未能完成测压的,及时提供新的钻孔参数,重新施工钻孔进行测压。
(2)根据后期收集相关数据分析最终压力数据,并报总工程师审批。
4、通风队负责压力表数据观测,并将观测数据制成电子表格报送探防队和通风防突科。
5、钻孔施工单位(1)严格按测压设计施工测压钻孔并负责现场封孔工作。
(2)测压结束后,拆卸压力表并回收测压材料。
三、测压设计管理规定1、通风防突科负责按地测科提供的地质资料和相关图纸编制测压设计,报总工程师批准后下发到相关单位执行。
2、测压设计包括钻孔参数设计,并附有钻孔施工平、剖面图。
四、测压钻孔施工及封孔管理规定1、钻孔施工单位严格按钻孔设计进行施工,施工期间必须有班长以上人员跟班,并保证钻孔施工质量。
2、钻孔施工单位必须掌握钻孔施工进度并建立专门台帐。
3、钻孔施工单位必须对钻孔施工进度进行预计,在钻孔施工结束前至少提前一个小班通知测压小组到现场指导封孔。
4、测压钻孔的封孔由钻孔施工单位负责,钻孔施工前必须在现场按测压设计材料单准备好相关器材。
5、封孔期间测压小组成员现场指导钻孔施工单位进行封孔,钻孔施工单位必须安排有封孔经验的人员进行操作,并安排班长以上人员跟班。
6、测压小组服务指导人员和钻孔施工单位跟班人员必须保证封孔质量。
如果封孔工作当班未能结束,需下班继续进行封孔,上班人员必须向下班人员交代清楚封孔情况。
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。
名词解释1.煤层瓦斯压力:是指煤层孔隙内气体分子自由热运动撞击所产生的作用力,在某一点上各向大小相等,方向与孔隙壁垂直。
2.残余瓦斯含量:相对原始煤层瓦斯含量而言,当煤体受到采动等因素的影响或瓦斯抽采后,煤层中剩余的瓦斯含量称为残余瓦斯含量,单位是m3/t或mL/g。
3.残存瓦斯含量:是指标准状态下,煤样自然解吸平衡后,残存在煤样中的瓦斯含量,单位是m3/t或mL/g。
4.瓦斯涌出量:是指在煤矿建设和生产过程中从煤层与岩层内涌出的瓦斯量。
5.钻屑瓦斯解吸指标△h2:煤样(10g)自煤体脱落暴露于大气之中第四分钟和第五分钟的瓦斯解吸所产生的压差,单位为Pa。
6.钻屑瓦斯解吸指标K1:煤样自煤体脱落暴露于大气之中解吸第一分钟内,每克煤样的瓦斯解吸总量,单位为mL/(g·min0.5)。
7.煤与瓦斯突出:是煤层中存储的瓦斯能和应力能的失稳释放,表现为在极短的时间内向生产空间抛出大量煤岩和瓦斯。
8.煤与瓦斯突出鉴定:指对矿井和煤层可能具有的煤与瓦斯突出危险性进行鉴定。
9.感应期:烃类从接触引火源起到可燃气体与空气混合物氧化反应转为快递燃烧时止的时间间隔。
10.石门和岩石井巷揭煤:石门和立井、斜井工作面从距突出煤层底(顶)板的最小法向距离10m开始到穿过煤层进入顶(底)板2m(最小法向距离)的过程均属于揭煤作业。
填空11.煤矿瓦斯爆炸的瓦斯(甲烷)浓度极限为5%—16%。
12.根据我国煤矿事故统计分类,煤矿瓦斯事故分为:瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯燃烧和瓦斯窒息。
13.煤矿瓦斯治理工作要深入贯彻科学发展观,坚持“以人为本”和“安全发展”,坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产工作方针和“先抽后采、监控检测、以风定产”的瓦斯治理工作方针,着力建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理工作体系。
14.煤层瓦斯在腐植型有机物在成煤的过程中经历2个成气时期:生物化学成气时期和煤化变质作用成气时期。
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。
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。
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。
一采区6号煤层和7号煤层的原始瓦斯压力和原始瓦斯含量利用埋深与瓦斯压力的关系来预测计算瓦斯压力,从而反演瓦斯含量与埋深的关系。
《采矿工程设计手册》中瓦斯压力计算及测定推算法公式3:P=(2.03—10.13)H式中: P —距地表埋深H 处煤层瓦斯压力,kPa ;H---埋深,m ;一采区6号煤层最低开采标高为+1948m ,埋深122m ,一采区7号煤层最低开采标高为+1925m ,埋深143m 。
二采区16、30、32、35号煤层最低开采标高均为+1825m ,埋深均为245m 。
系数确定:本次该矿埋深的确定主要是依据煤层底板等高线与矿井的地形地质图,以两者交点坐标为准,地形图上的等高线与煤层底板等高线的差值,作为煤层埋深的取值。
根据瓦斯突出危险性鉴定报告中测点位置,套入地形地质图上得6号煤层埋深为100m ,其瓦斯压力最大值为0.18MPa ,反算系数为1.8,套入地形地质图上得7号煤层埋深为120m ,其瓦斯压力最大值为0.29MPa ,反算系数为2.4,套入地形地质图上得16号煤层埋深为267m ,其瓦斯压力最大值为0.29MPa ,反算系数为1.1,故可取反算系数2.4进行预测。
根据经验并结合邻近矿实际情况可知该系数比较合理。
确定瓦斯压力推算公式如下:P=2.4×H根椐《采矿设计手册》煤层瓦斯含量计算经验公式一:Yf n 0.146r K 8.9100)W 31.01(e ))(V P a 098.0()100(5.65γfnP b W A Wy Wx Wh f f +++--=+= 式中:Wx---在P 、t 条件下的吸附瓦斯含量,m 3/t ;W Y ---在P 、t 条件下的游离瓦斯含量,m 3/t ;A f ---煤层灰分,%;W f ---煤层水分,%;r V ---煤层挥发分,%P---煤层瓦斯压力,Mpa ,P =(2.03~10.13)H/1000,H :煤层开采水平距地表垂深(m);取P=2.4H/1000MPa ,f n ---煤的孔隙率,%;e n ---温度系数,e 为自然对数底,n=P 07.0993.0t 02.0 ; a---2.4+0.21r V ;b---1-0.004r V ;K Y ---相对于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数,查表;γ---煤的容重,t/m 3;t---温度,C°;经过以上公式,根椐矿井开拓布置计算煤层瓦斯含量。
1AQ 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φ6×1 mm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φ13 mm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;1—压力表;2—三通;3—木楔;4—测压管;5—挡板;6—煤层图1 黄泥、水泥封孔测压法示意图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;1—注液泵;2—三通;3—压力表;4—木楔;5—测压管;6—煤层;7—粘液;8—水泥;9—注浆管;10—注浆泵图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;煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法标准号: MT/T638-1996 替代情况:发布单位:煤炭工业部起草单位:煤炭科学研究总院重庆分院发布日期:实施日期:点击数: 2617 更新日期:2008年12月04日-前言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φ6×1 mm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φ13 mm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;。
煤层瓦斯参数测定技术汇编目录第一章层瓦斯压力测定 (1)(一)固体材料封孔测定瓦斯压力 (1)(二)胶圈粘液封孔测定瓦斯压力 (2)第二章煤层瓦斯含量测定 (4)(一)采取煤样及瓦斯解吸速度测定 (5)(二)计算采样过程中的损失瓦斯量 (6)(三)残余瓦斯含量测定 (7)第三章瓦斯含量系数测定 (9)(一)测定原理 (9)(二)测定方法 (10)第四章煤层透气性系数的测定与计算 (11)(一)计算公式 (11)(二)测定与计算步骤 (12)(三)测定中的注意事项 (14)第五章煤的坚固性系数测定 (16)(一)测定原理 (16)(二)测定方法与步骤 (17)第六章煤的瓦斯放散指数测定 (17)(一)测定仪器 (17)(二)测定步骤 (18)第七章瓦斯吸附常数测定 (19)(一)瓦斯含量欲瓦斯吸附量、瓦斯压力及温度之间的关系 (19)(二)采用容量法测定等温吸附曲线计算a 、b值的原理 (20)(三)、测定过程 (21)第八章预测瓦斯突出危险性参数测定 (22)(一)单项参数测定及计算 (22)(二)区域预测 (26)(三)工作面预测 (28)(四)防突措施效果检验 (30)第九章瓦斯储量、可抽量及抽放率计算 (30)(一)瓦斯储量计算 (30)(二)可抽瓦斯量概算 (31)(三)抽放率 (31)第十章抽放管路中的瓦斯流量测定与计算 (32)(一)参数测定 (33)(二)流量计算 (34)第十一章钻孔排放瓦斯有效半径测定 (40)(一)根据瓦斯压力确定排放瓦斯有效半径的方法 (40)(二)根据瓦斯流量确定排放瓦斯有效半径的方法 (40)第十二章钻孔瓦斯流量衰减系数的测定于计算 (41)第十三章瓦斯涌出量及其计算 (42)(一)掘进巷道的瓦斯涌出 (42)(二)、回采工作面瓦斯涌出量计算 (44)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。