【文章內容簡介】 X=3967450 Y=1966590013 X=3968737 Y=196651013968800196646001966600019665202196650001966480019664600196644001966420219664000 19665400 196656002021年1992年以前1992年2021年總運輸巷總回風巷臨時水倉900890880850乳化液泵站煤倉34083406小 窯 破 壞 區(qū)3410采區(qū)排水巷采　空　區(qū)副 井安全出口主井提升：功率：年1 9 9 0 年 2 0 0 4 年年 年采空區(qū)古空區(qū) 圖 13 礦井開拓圖 山西煤炭運銷集團 野川 煤業(yè) 3號煤層瓦斯參數(shù)測定報告 13 2 瓦斯基本參數(shù)測試 煤層瓦斯基本參數(shù)是礦井通風設計、瓦斯抽放設計、瓦斯防治的依據(jù)。項目研究期間，研究人員對 野川 煤 業(yè) 有限公司 3 號煤層瓦斯基本參數(shù)進行了測試，測試參數(shù)包括：原始煤層瓦斯含量、原始 煤層瓦斯壓力、瓦斯吸附常數(shù)、工業(yè)分析、孔隙率、煤的堅固性系數(shù)（ f 值）、瓦斯放散初速度（ Δp）、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)和百米鉆孔瓦斯極限流量。 煤層瓦斯含量測定 測定方法 鉆屑解吸法測定煤層瓦斯含量的原理是：井下采集新鮮原始煤樣，實測煤樣瓦斯解吸量，根據(jù)煤樣瓦斯解吸規(guī)律推算取樣過程煤樣的損失瓦斯量，然后在實驗室測定煤樣的殘存瓦斯量，最后根據(jù)煤樣的取樣損失瓦斯量、井下瓦斯解吸量、殘存瓦斯量和煤樣重量計算煤層瓦斯含量。鉆屑解吸法井下測定煤層瓦斯含量的步驟如下： （ 1） 在新暴露的采 掘工作面煤壁上，用 風鉆 垂直煤壁打一個 φ42mm 的鉆孔，當鉆孔鉆 進大于 15m時開始取樣，并記錄采樣開始時間 t1； 1——排水口 2——量管 3——彈簧夾 4——底塞 5——排氣管 6——穿刺針頭或閥門 7——煤樣罐 8——吊環(huán) 圖 21 瓦斯解吸速度測定儀示意圖 （ 2）將采集的新鮮煤樣裝罐并記錄煤樣裝罐后開始解吸測定的時間 t2，用瓦斯解吸速度測定儀（圖 21）測定不同時間 t 下的煤樣累計瓦斯解吸量 V，一般測定 2 個小時，解吸測定停止后擰緊煤樣罐以保證不漏氣，送實驗室測定煤樣 山西煤炭運銷集團 野川 煤業(yè) 3號煤層瓦斯參數(shù)測定報告 14 殘存瓦斯量 ； （ 3）損失量計算 損失瓦斯量選取 t 法，根據(jù)煤樣開始暴露一段時間內 V 與 tt0? 呈直線關系確定，即： 損39。0 VttKV ???? （ 21） 式中 V——t 時間內的累積瓦斯解吸量， cm3； 損39。V ——暴露時間 t0內的瓦斯損失量 ， cm3； K ——待定常數(shù)。 設煤樣解吸測定前的暴露時間為 t0（ t0=t2t1），不同時間 t 下測得的 V值所對應的解吸時間為 t0+t； 以 tt0? 為橫坐標， V為縱坐標繪圖，由圖判定呈線性關系的各測點，然后根據(jù)各測點的坐標值，按最小二乘法或做圖法求出損失量，如圖 22 所示。 圖 22 煤屑解吸瓦斯速率 V 與解吸時間 t 的回歸曲線 （ 4）將解吸測定后的煤樣連同煤樣罐送實驗室測定其 殘存瓦斯量、水分、灰分等； 將井下自然解吸瓦斯量和兩次脫氣氣體體積分別換算成標準狀態(tài)下體積： ? ? ? ? t2w1wl39。 98 1hpT27 27 ??????? （ 22） 式中 l39。V ——換算為標準狀態(tài)下的氣體體積， cm3； tV ——t 時刻量管內氣體體積讀數(shù)， cm3； 山西煤炭運銷集團 野川 煤業(yè) 3號煤層瓦斯參數(shù)測定報告 15 1p ——大氣壓力， KPa； wT ——量管內水溫， ℃ ； wh ——量管內水柱高度， mm； 2p —— wT 時水的飽和蒸汽壓， KPa。 ? ? ? ? Tn201nTn39。 ??????? （ 23） 式中 Tn39。V ——換算為標準狀態(tài)下的氣體體積， cm3； nT ——實驗室溫度， ℃ ； 1p ——大氣壓力， KPa； 0C ——氣壓計溫度， ℃ 。 2p ——在室溫 nT 下飽和食鹽水的飽和蒸汽壓， KPa； TnV ——在實驗室 nT ，大氣壓力 1p 條件下量管內氣體體積， cm3。 將各階段含空氣瓦斯體積按式（ 24）換算成無空氣瓦斯體積： ? ?? ?100 2i39。i39。39。 ?? （ 24） 式中 i39。V ——扣除空氣后標準狀態(tài)下的各階段瓦斯體積（ i=1， 2， 3， 4）， cm3； i39。V ——扣除空氣前標準狀態(tài)下的各階段瓦斯體積（ i=1， 2， 3， 4）， cm3； ? ?2Oc —— 2O 濃度， %。 將各階段瓦斯體積按式（ 25）計算： ? ?100CHAVV 4i39。39。i ?? （ 25） 式中 iV——標準狀態(tài)下的各階段瓦斯體積（ i=1， 2， 3， 4）， cm3； ? ?4CHA ——瓦斯成分中 4CH 的濃度， %。 （ 5）根據(jù)換算成標準狀態(tài)下的煤樣井下解吸瓦斯量、損失瓦斯量、殘存瓦斯量（粉碎前瓦斯量和粉碎后瓦斯量）和煤的質量，可求出煤樣的瓦斯含量。 X=(V1+V2+V3+V4)/m （ 26） 式中 V1——井下解吸瓦斯量， cm3； V2——損失瓦斯量， cm3； V3——粉碎前瓦斯量， cm3； 山西煤炭運銷集團 野川 煤業(yè) 3號煤層瓦斯參數(shù)測定報告 16 V4——粉碎后瓦斯量， cm3； m——煤樣重量， g； X——煤樣瓦斯含量， cm3/g。 利用上述方法在野川煤 業(yè) 3 號煤層運輸大巷掘進頭 1100 米處、回風大巷掘進頭 950 米處、 3104 運輸順槽掘進頭進行了實測工作，通過打鉆、取樣、井下解吸，實驗室測定煤樣殘存瓦斯量、水分、灰分、揮發(fā)分、煤樣重量、可燃質質量及瓦斯成分，最后計算整 理，將所得煤層瓦斯含量測定結果列入表 21。 表 21 野川煤業(yè) 3 號煤層瓦斯含量測定結果表 測 定 地 點 孔深 (m) 可燃瓦斯含量 (m3/t) 原煤瓦斯含量 (m3/t) 損失量 解析量 殘存量 野川煤業(yè) 運輸大巷掘進頭1100 米處 18 回風大巷掘進頭950 米處 18 3104 運輸順槽掘進頭 120m 18 表 22 野川煤業(yè) 3 號煤層瓦斯含量及氣體組分測定結果表 取樣地點 煤樣中氣體組分 (%) 原煤瓦斯含量 （ m3/t） CH4 CO2 N2 C2C8 野川煤業(yè) 運輸大巷掘進頭 1100米處 回風大巷掘進頭 950米處 3104 運輸順槽掘進頭120m 表 23 野川煤業(yè) 3 號煤層瓦斯含量與埋深測定結果表 取樣地點 地面標高 （ m） 底板標 高 （ m） 埋深 （ m） 原煤瓦斯含量 （ m3/t） 野川煤業(yè) 運輸大巷掘進頭 1100米處 989 750 239 回風大巷掘進頭 950米處 1009 745 264 3104 運輸順槽掘進頭120m 985 740 245 山西煤炭運銷集團 野川 煤業(yè) 3號煤層瓦斯參數(shù)測定報告 17 煤層瓦斯含量分布規(guī)律 煤層瓦斯含量受多種地質因素的制約，諸如煤質、埋藏深度、構造、煤的物理化學性質、煤層頂?shù)装鍘r性等等，不同礦區(qū)，各種地質因素施加影響的顯著性可能是不相同的。對某一個具體井田而言，在諸多地質因素中總有一個主導因素控制瓦斯含 量在全井田范圍內變化的總體趨勢，其它地質因素只能在局部范圍內影響煤層瓦斯含量。 現(xiàn)根據(jù)井下實測瓦斯含量數(shù)據(jù)，來分析 3 號煤層瓦斯含量分布規(guī)律。 對表 23 中瓦斯含量數(shù)據(jù)進行分析，得到 野川煤業(yè) 3 號煤層瓦斯含量具有隨埋深的增加而變大的趨勢，通過線性回歸得出其分布規(guī)律如下： ⑴ 3 號煤層瓦斯含量具有隨埋深增加而加大的趨勢（圖 23），兩者之間遵循式（ 21）所示的統(tǒng)計關系（相關系數(shù) R=%）： W=+…………………………………(2 － 1) 式中 W煤層瓦斯含量， m3/t； H煤層埋藏深度， m。 ⑵ 現(xiàn)根據(jù)井下實測瓦斯氣體組分（表 22）來看， 3 號煤層甲烷組分在—%之間，均大于 80%， 3 號煤層處在甲烷帶 ； ⑶ 3 號煤層瓦斯含量增長梯度為 。 220 230 240 250 260 270埋深（m ）瓦斯含量（m3/t） 圖 23 3 號 煤層瓦斯含量與埋深關系散點圖 山西煤炭運銷集團 野川 煤業(yè) 3號煤層瓦斯參數(shù)測定報告 18 圖 24 3 號煤層埋深等值線圖主井主絞車：功率：近井點近井點近井點主 井提升：功率：風 井主扇：功率：陷落柱 6058 6 1 . 8 9 3 78 8 0 . 5 1 6 0 48 2 0 . 2 6 6128 9 3 . 8 8 8 7 0 . 9 74 . 9 20 . 1 00 . 9 74 . 2 50 . 1 01 . 0 00 . 4 00 . 1 25 . 1 14 . 3 00 . 6 04 . 8 00 . 2 00 . 3 0付水倉主水倉配電室采 空 區(qū)