【正文】 圖326 篩孔管設(shè)計(jì)圖327 測(cè)壓管設(shè)計(jì)圖328 注漿管設(shè)計(jì)本次采用中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司研制的SDQ73深孔瓦斯含量取樣裝置，并對(duì)裝置適用性進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，最終得出適合某礦煤層條件下的深孔壓風(fēng)快速取樣技術(shù)。表324 二1煤層瓦斯含量直接測(cè)定結(jié)果記錄表地點(diǎn)鉆孔編號(hào)取樣深度（m）標(biāo)高（m）埋深（m）瓦斯含量(m3/t)為了使煤層基本參數(shù)測(cè)定工作能夠順利進(jìn)行，需要事先準(zhǔn)備好試驗(yàn)所需的材料和設(shè)備。煤層瓦斯含量Q：Q=Qm+Qa其中：Qm=Q1+ Q2+ Q3通過(guò)向煤層施工鉆孔，將煤芯（或鉆屑）從煤層深部取出，及時(shí)放入煤樣筒中密封；然后測(cè)量煤樣筒中煤芯（或鉆屑）的瓦斯解吸速度及解吸量，并以此來(lái)計(jì)算瓦斯損失量Q1；把煤樣筒帶到實(shí)驗(yàn)室然后測(cè)量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量，與井下測(cè)量的瓦斯解吸量一起計(jì)算煤芯瓦斯解吸量Q2；將煤樣筒中的部分煤樣裝入密封的粉碎系統(tǒng)加以粉碎，測(cè)量在粉碎過(guò)程及粉碎后一段時(shí)間所解吸出的瓦斯量（常壓下），并以此計(jì)算粉碎瓦斯解吸量Q3；瓦斯損失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎瓦斯解吸量之和就是可解吸瓦斯含量Qm。⑴測(cè)定方法與儀器DGC瓦斯含量直接測(cè)定裝置執(zhí)行GB/T232502009標(biāo)準(zhǔn)，可直接快速地測(cè)定和計(jì)算出煤層瓦斯含量，為礦井瓦斯治理提供準(zhǔn)確的依據(jù)；可用于煤層突出危險(xiǎn)性工作面及區(qū)域預(yù)測(cè)、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)試以及礦井煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)等。⑴取樣地點(diǎn)選取本次在27131工作面及測(cè)壓鉆孔中取煤樣，煤樣標(biāo)簽見(jiàn)表323。煤的孔隙率通過(guò)實(shí)測(cè)煤的真密度（真比重）和視密度（假比重）來(lái)確定，它決定著煤的吸附瓦斯的能力，也是決定煤中游離瓦斯含量大小的主要因素之一。壓力穩(wěn)定后，卸掉壓力表，如果鉆孔內(nèi)有水，則收集鉆孔內(nèi)涌出的水量；若鉆孔未與承壓水導(dǎo)通，則計(jì)算出水量產(chǎn)生的壓力，壓力表表壓與水壓之差即為鉆孔所測(cè)定的煤層瓦斯壓力。鉆孔封完后要及時(shí)清洗注漿泵，防止水泥漿在泵及高壓輸漿管中凝固或沉淀。水泥、水膨脹劑、速凝劑的用量比值一般情況下為，水泥∶水∶膨脹劑＝2∶1∶。依次連接測(cè)壓管，并用管鉗上緊，逐步送入鉆孔內(nèi)。接引水路，正常供水。)孔長(zhǎng)(m)開(kāi)孔見(jiàn)煤終孔⑷封孔封孔質(zhì)量的好壞是確保鉆孔準(zhǔn)確測(cè)定煤層瓦斯壓力的重要因素，本次所有測(cè)壓鉆孔均為下向鉆孔，孔內(nèi)有巖層水，因此為了提高封孔質(zhì)量，本次采用擋板+水泥砂漿+速凝劑封孔，加快水泥凝固時(shí)間，提高封孔質(zhì)量。因此，鉆孔施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)鉆孔參數(shù)進(jìn)行，并保證鉆孔平直、孔形完整。表321 測(cè)壓鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)表鉆孔位置鉆孔編號(hào)鉆孔方位角（176。封孔示意圖見(jiàn)圖322所示。然后通過(guò)紫銅管與高壓針型閥和氮?dú)鉁p壓閥連接，打開(kāi)氮?dú)馄块_(kāi)關(guān)，開(kāi)始注氮。⑴煤層瓦斯壓力測(cè)定方法本次二1煤層原始瓦斯壓力直接測(cè)定方法按照《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法》（AQ/T10242007）的規(guī)定進(jìn)行。某礦深孔瓦斯含量測(cè)定研究技術(shù)路線圖如圖321所示。⑤瓦斯地質(zhì)圖的成果通過(guò)編圖要反映出地質(zhì)背景下瓦斯與地質(zhì)因素的內(nèi)在聯(lián)系，做到認(rèn)識(shí)瓦斯地質(zhì)規(guī)律、進(jìn)行礦井及采掘工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)和瓦斯突出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的依據(jù)。④合理的編圖方法某煤礦原則上使用比較成功的地質(zhì)編圖的基本原理和方法，結(jié)合使用先進(jìn)的煤層瓦斯動(dòng)力防治預(yù)警編圖軟件。參照地質(zhì)添圖的方法，把各項(xiàng)瓦斯資料填繪在采掘工程平面圖上；整理礦井歷年的突出資料，如突出點(diǎn)編號(hào)、坐標(biāo)、突出類型、突出強(qiáng)度、突出瓦斯量、突出孔洞特征、突出點(diǎn)地質(zhì)特征、突出原因等，并逐點(diǎn)填寫(xiě)卡片并列表登記，按坐標(biāo)展繪；對(duì)突出預(yù)測(cè)指標(biāo)K1值詳細(xì)查詢，取采掘巷道內(nèi)的分段數(shù)據(jù)進(jìn)行登記，換算成瓦斯壓力及瓦斯含量登記的瓦斯地質(zhì)圖上；對(duì)打鉆噴孔煤層瓦斯壓力測(cè)試資料進(jìn)行歸納等。瓦斯賦存模型確定流程圖如圖3115所示。再到實(shí)驗(yàn)室多次對(duì)煤樣進(jìn)行不同瓦斯壓力Pi下的瓦斯吸附，并重新測(cè)定各種狀態(tài)下的解吸指標(biāo)K1i，然后對(duì)多組（Pi、K1i）進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，擬合K1P關(guān)系曲線和關(guān)系表達(dá)式。為了考察井田范圍內(nèi)煤層瓦斯基本參數(shù)的分布規(guī)律，需要在大范圍內(nèi)有代表性地采取多組煤樣進(jìn)行試驗(yàn)分析。如果斷層規(guī)模很大，斷距很長(zhǎng)時(shí)，一般與煤層接觸的對(duì)盤(pán)巖層屬于致密不透氣的概率會(huì)很少，所以大斷層往往會(huì)出現(xiàn)一定寬度的瓦斯排放帶，這個(gè)帶內(nèi)瓦斯含量很低。同理，由兩條封閉性斷層與致密巖層封閉的地壘或地塹構(gòu)造也能成為瓦斯含量增高區(qū)，特別是地壘構(gòu)造由于往往有深部供氣來(lái)源，瓦斯含量可能會(huì)明顯增大。圖3114 控制瓦斯賦存的關(guān)鍵地質(zhì)體理論向斜構(gòu)造一般軸部的瓦斯含量比翼部高，這是因?yàn)檩S部巖層受到強(qiáng)力擠壓，圍巖的透氣性會(huì)變得很低，因此有利于在向斜的軸部地區(qū)封存較多的瓦斯。因此首先從地質(zhì)構(gòu)造入手，分析某煤礦區(qū)域瓦斯地質(zhì)構(gòu)造種類，對(duì)礦區(qū)構(gòu)造形態(tài)進(jìn)行劃分歸類；褶皺構(gòu)造與瓦斯賦存的關(guān)系、斷裂構(gòu)造與瓦斯賦存的關(guān)系、構(gòu)造組合與瓦斯賦存的關(guān)系，根據(jù)構(gòu)造與瓦斯賦存之間關(guān)系，對(duì)某煤礦區(qū)域瓦斯地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行劃分。圖3112 地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)異常數(shù)據(jù)獲取采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析、實(shí)驗(yàn)室研究、規(guī)律總結(jié)、指標(biāo)體系考察、軟件適應(yīng)性功能開(kāi)發(fā)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證相結(jié)合的研究方法。按照《操作說(shuō)明書(shū)》要求，對(duì)激光測(cè)距傳感器進(jìn)行供電，進(jìn)行采掘進(jìn)度監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。距離監(jiān)測(cè)信息經(jīng)井下環(huán)網(wǎng)上傳到地面安全監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器。首先，激光測(cè)距儀安裝。圖319 鉆機(jī)地面監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)界面最后，按照制定的《操作規(guī)程》和《安全措施》，在實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)施工鉆孔，并利用建立起的鉆孔軌跡地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)鉆孔軌跡進(jìn)行監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。圖316 鉆孔軌跡地面監(jiān)測(cè)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)圖317 鉆孔軌跡上傳軟件界面第二，組裝鉆孔軌跡測(cè)量裝置。圖315 WTC配套的數(shù)據(jù)管理分析軟件主界面鉆孔軌跡監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)選擇在與井下交換機(jī)距離接近的地點(diǎn)進(jìn)行。圖314 煤層瓦斯含量測(cè)定數(shù)據(jù)分析軟件數(shù)據(jù)上傳界面直接應(yīng)用重慶院“十二五”研制的WTC突出參數(shù)測(cè)定儀和配套的數(shù)據(jù)管理軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)WTC數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取。監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的這種結(jié)構(gòu)，一方面有助于系統(tǒng)的擴(kuò)展，以后可將更多的信息納入監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，另一方面有助于監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的安全。煤與瓦斯突出災(zāi)害監(jiān)控預(yù)警技術(shù)應(yīng)用示范的總體方案如圖311。3項(xiàng)目實(shí)施方案根據(jù)某礦煤層開(kāi)采客觀條件和瓦斯災(zāi)害治理技術(shù)，分別對(duì)煤與瓦斯突出災(zāi)害監(jiān)控預(yù)警技術(shù)、深孔瓦斯含量快速測(cè)定技術(shù)及配套管理體系、鉆孔及坑道突出危險(xiǎn)區(qū)透視技術(shù)、導(dǎo)向槽定向水力壓穿防突技術(shù)與裝備和單一煤層“兩個(gè)四位一體”綜合防治煤與瓦斯突出技術(shù)體系建設(shè)匯編進(jìn)行工程示范，最終完成各項(xiàng)技術(shù)在某礦的示范應(yīng)用，形成適用于單一煤層開(kāi)采條件的突出防治關(guān)鍵技術(shù)。d）衰減系數(shù)（ d1～，～，～，～ m2/MPa2目前，礦井總進(jìn)風(fēng)量8309m3/min，總回風(fēng)量為8513m3/min，礦井有效風(fēng)量為7636m3/min，%。其中軌道上（下）山和膠帶運(yùn)輸上（下）山為進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上（下）山為專用回風(fēng)。煤層中部普遍發(fā)育1層泥巖質(zhì)或炭質(zhì)泥巖夾矸，～。煤層可采性指數(shù)為100%，二水平及以深，～，屬穩(wěn)定煤層。E，傾向SE，傾角4～15176。（2）中段（大占砂巖段）：，大占砂巖為二1煤層頂板，多為老頂，巖性為灰色、厚層狀，成份以石英為主，為本區(qū)重要標(biāo)志層。上部灰?guī)r段：本段自L7灰?guī)r頂至L9灰?guī)r頂，；含LL9兩層石灰?guī)r，其中L8石灰?guī)r厚度大，全區(qū)發(fā)育，為本區(qū)重要標(biāo)志層之一，本段含煤2層（一一9煤），不可采。（1）上石炭統(tǒng)太原組該組為一套海陸交互相沉積含煤巖系，上限以L9灰?guī)r頂界與山西組分界，下限以一1煤底或菱鐵質(zhì)泥巖與本溪組分界。東，傾向南東，傾角64176。落差17m左右，延伸長(zhǎng)度1300m。左右，落差50~120m，延伸長(zhǎng)度大于5公里。落差25m左右，延伸長(zhǎng)度大于3000m。區(qū)內(nèi)走向長(zhǎng)大于8km，西部落差180m，向東逐漸變小約為80m，并形成數(shù)條分枝斷裂，如：王母泉斷層（F212）、F21F21F21F219等。規(guī)模以小型斷層為主，多分布于井田東部。左右，為單斜構(gòu)造。 地質(zhì)構(gòu)造本井田位于某煤田中部，具體構(gòu)造位置處于九里山、鳳凰嶺、方莊三條斷層所形成的（韓王~演馬~九里山等三井田）三角狀斷塊中部，地層走向N50176。（3）氣象本區(qū)屬大陸性半干燥氣候，夏季炎熱，冬季寒冷，四季分明，℃（1971年），℃（1966年），降雨多集中在7~9月份，~，（63年8月8日），~2313mm，蒸發(fā)量大于降雨量。（2）水系該區(qū)屬海河流域衛(wèi)河水系，東部有石門(mén)河，西部有山門(mén)河，均發(fā)源于太行山。全區(qū)地勢(shì)北西高，南東低，最大坡度177。交通位置如圖211。礦井為單一煤層開(kāi)采條件，主采二1煤層，為突出煤層。⑶ 通過(guò)開(kāi)展鉆孔及坑道突出危險(xiǎn)區(qū)透視項(xiàng)目研究和攻關(guān)，對(duì)整個(gè)工作面的瓦斯地質(zhì)異常做整體分析評(píng)價(jià)，總結(jié)電磁波透視異常與瓦斯地質(zhì)異常的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)物探成果數(shù)據(jù)上傳預(yù)警系統(tǒng)。⑷ 導(dǎo)向槽定向水力壓穿防突技術(shù)與裝備示范應(yīng)用①導(dǎo)向槽定向水力壓穿技術(shù)參數(shù)優(yōu)化及裝備的改進(jìn)；②導(dǎo)向槽定向水力壓穿現(xiàn)場(chǎng)施工工藝的確定；③現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)；④成套技術(shù)與裝備的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用示范。根據(jù)《深部礦井煤與瓦斯突出防治關(guān)鍵技術(shù)及示范》課題要求，某礦委托中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司對(duì)工程示范內(nèi)容進(jìn)行研究，并簽訂了《某礦煤與瓦斯突出防治關(guān)鍵技術(shù)及示范》項(xiàng)目合同。自投產(chǎn)以來(lái)，歷史上某礦曾多次發(fā)生瓦斯突出事故，已造成大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。截止2004年底。某能源化工集團(tuán)研究院有限公司承擔(dān)了“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃內(nèi)的《深部礦井煤與瓦斯突出防治關(guān)鍵技術(shù)及示范》課題中的一個(gè)子內(nèi)容：在某能源化工集團(tuán)研究院有限公司某煤礦進(jìn)行瓦斯含量快速測(cè)定、導(dǎo)向槽定向水力壓穿防突技術(shù)及裝備、監(jiān)控預(yù)警防突技術(shù)、聲發(fā)射及瓦斯涌出預(yù)測(cè)煤與瓦斯突出技術(shù)和“兩個(gè)四位一體”防突技術(shù)工程示范。⑶ 鉆孔及坑道突出危險(xiǎn)區(qū)透視技術(shù)示范應(yīng)用①探測(cè)工作面內(nèi)隱伏地質(zhì)異常區(qū)域；②結(jié)合工作面瓦斯地質(zhì)資料，綜合分析瓦斯異常探測(cè)效果，總結(jié)無(wú)線電波透視異常與瓦斯地質(zhì)異常兩者間的關(guān)系；③研發(fā)物探設(shè)備與監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口。⑵ 實(shí)現(xiàn)某礦深孔快速取樣符合《煤層瓦斯含量井下直接測(cè)定方法》國(guó)標(biāo)要求，使煤層瓦斯含量測(cè)定更加準(zhǔn)確，同時(shí)對(duì)瓦斯含量測(cè)定進(jìn)行規(guī)范。礦區(qū)位于某市東部約20公里，東鄰九里山井田，西接韓王井田，北起二1煤層隱伏露頭線，南到鳳凰嶺斷層；～，～。交通極為方便。海拔83~123m，一般在100m左右。由于淺部煤層開(kāi)采后地面塌陷，而局部形成低洼帶。河流上游建了不少中、小型水庫(kù)，已無(wú)洪泛危害。（4）地震據(jù)某市地震辦公室匯集的資料，自1038年~1978年6月，發(fā)生的較大地震且對(duì)某有影響的共有35次，本區(qū)地震基本烈度為7度。一般9176。井田內(nèi)斷裂全為正斷層，走向多為NE~NEE，傾向SE~SEE，傾角一般為60~70176?，F(xiàn)將該區(qū)主要斷層分?jǐn)⑷缦拢海?）鳳凰嶺斷層（F218）為井田南部邊界斷層，走向近東西，傾向南，傾角70176。東，傾向北西，傾角60176。東，傾向北西，傾向北西，傾角70176。東，傾向南東，傾角64176。~80176。礦井主要含煤地層柱狀圖見(jiàn)圖241。中部碎屑巖段：自L5灰?guī)r頂至L7灰?guī)r頂，；含灰?guī)r2層（LL7），～，其中L7石灰?guī)r不穩(wěn)定，常相變?yōu)槟噘|(zhì)粉砂或泥巖，含煤2層（一6及一7），其中一6煤層位較穩(wěn)定，多以兩層煤出現(xiàn)（俗稱二煤），不可采。（1）下段（含煤段）：本段（L9頂～大占砂巖底）；本段含煤2層（二0、二1），其中二1煤（俗稱大煤）位于本段頂部，是本礦主要可采煤層，全區(qū)穩(wěn)定可采。二1煤層為本區(qū)主要可采煤層，其走向N50～70176。煤厚變化不大，薄煤帶（）僅在局部小范圍分布。井田范圍內(nèi)勘探期間共有55個(gè)見(jiàn)一2 煤層鉆孔，其中可采42孔，不可采13孔，～。一水平大巷標(biāo)高75m，二水平大巷標(biāo)高200m，每個(gè)采區(qū)有三條上（下）山，即膠帶運(yùn)輸上（下）山、軌道運(yùn)輸上（下）山和回風(fēng)上（下）山，均布置在煤層頂板巖層中。、瓦斯某礦共有5個(gè)井筒，主、副井和東四斜井進(jìn)風(fēng)，東、西兩個(gè)風(fēng)井回風(fēng)，由于礦井采掘地區(qū)優(yōu)化，西風(fēng)井于2013年7月份停止運(yùn)行。礦井采區(qū)均有較完整的通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了分區(qū)通風(fēng)，采區(qū)實(shí)現(xiàn)了“兩進(jìn)一回”比較可靠的通風(fēng)系統(tǒng)，采掘工作面全部實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)。表271 某礦瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)表采區(qū)名稱瓦斯含量（m3/t）瓦斯壓力(MPa)煤層透氣性系數(shù)（m2/MPa2大型突出平均突出煤量1016t/次，突出瓦斯量238600m3/次；突出煤量在100t～499t之間的次大型突出14次，平均突出煤量216t/次，突出瓦斯量26757 m3/次。本次將在某礦已有的煤與瓦斯突出綜合預(yù)警系統(tǒng)基礎(chǔ)上，一方面對(duì)綜合預(yù)警數(shù)據(jù)庫(kù)及預(yù)警平臺(tái)進(jìn)行升級(jí)改造，使其滿足監(jiān)控預(yù)警需求，另一方面將對(duì)瓦斯參數(shù)自動(dòng)獲取、突出參數(shù)自動(dòng)獲取、物探信息獲取等技術(shù)進(jìn)行集成，構(gòu)建起煤與瓦斯突出監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)；同時(shí)依據(jù)現(xiàn)有某礦二1賦存情況，掌握其瓦斯賦存規(guī)律，編繪某礦二1煤層的瓦斯地質(zhì)圖。圖312 監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)界面煤與瓦斯突出監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)如圖313所示，各種監(jiān)測(cè)信息分別通過(guò)不同的途徑上傳到監(jiān)控預(yù)警信息采集服務(wù)器，經(jīng)采集服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合后進(jìn)一步上傳到監(jiān)