【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理資料、綜合分析、展繪第一性質(zhì)資料、分項(xiàng)勾繪各種等值線、進(jìn)行瓦斯區(qū)域和地質(zhì)區(qū)劃，并劃分瓦斯地質(zhì)單元。編圖時(shí)做到點(diǎn)、線、面三者有機(jī)結(jié)合，適當(dāng)決定資料的取舍。圖紙上有一定數(shù)量的充實(shí)可靠的各種實(shí)際材料點(diǎn)。⑤瓦斯地質(zhì)圖的成果通過編圖要反映出地質(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)。（1）取樣裝置適用性研究對(duì)深孔快速取樣裝置的適用性進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，得出符合某礦煤層條件的深孔壓風(fēng)快速取樣技術(shù)。（2）損失量修正研究研究符合某礦煤層條件的損失量修正方法。（3）管理方法研究某礦瓦斯含量直接測(cè)定技術(shù)的操作規(guī)范，并編制某礦瓦斯含量直接測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)指導(dǎo)書。某礦深孔瓦斯含量測(cè)定研究技術(shù)路線圖如圖321所示。圖321 某礦深孔瓦斯含量快速測(cè)定技術(shù)及配套管理體系技術(shù)路線圖、要求根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法》（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQ/10472007）的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合礦井巷道布置情況，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)測(cè)定。測(cè)試內(nèi)容：本次基本參數(shù)采用在實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定相結(jié)合的方法，測(cè)定二1煤層的瓦斯壓力P、瓦斯含量、煤的堅(jiān)固性系數(shù)?、瓦斯放散初速度ΔP、吸附常數(shù)、工業(yè)性分析、真假比重、孔隙率等相關(guān)參數(shù)。其測(cè)試的目的和要求為：⑴掌握試驗(yàn)區(qū)域瓦斯基本參數(shù)情況，為礦井提供針對(duì)性的數(shù)據(jù)；⑵要求瓦斯含量取樣均采用重慶煤科院專用取樣設(shè)備，以保證含量測(cè)定的準(zhǔn)確性；⑶為瓦斯含量損失量修正提供壓力基礎(chǔ)數(shù)據(jù)； ⑷在合適的測(cè)壓鉆孔中取樣測(cè)定其瓦斯含量及其他相關(guān)參數(shù)；⑸在具備條件的地點(diǎn)施工測(cè)壓鉆孔，現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定二1煤層的瓦斯壓力，并計(jì)算煤層瓦斯含量；⑹在不具備施工測(cè)壓鉆孔的條件下，采用DGC型瓦斯含量直接測(cè)定裝置測(cè)定二1煤層瓦斯含量。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。采用主動(dòng)式測(cè)壓，測(cè)壓工作需要的主要材料有425標(biāo)號(hào)水泥、U型膨脹劑、4分鍍鋅鋼管、管接頭、壓力表接頭、壓力表等。根據(jù)某礦現(xiàn)有巷道布置情況，本次所有測(cè)壓鉆孔均為下向孔。測(cè)壓孔施工結(jié)束后，將測(cè)壓管安裝在鉆孔中預(yù)定的封孔深度，并安好注漿管，根據(jù)封孔深度確定水泥的數(shù)量，并按一定比例配制成水泥漿，用注漿泵一次連續(xù)將水泥漿注入孔內(nèi)，封孔完成24小時(shí)后，通過高壓針型閥的三通在測(cè)壓管上連接壓力表，壓力表連接必須用密封帶或密封墊密封，用管鉗和扳手?jǐn)Q緊。然后通過紫銅管與高壓針型閥和氮?dú)鉁p壓閥連接，打開氮?dú)馄块_關(guān)，開始注氮。注氮結(jié)束后，指定專人每天觀測(cè)和記錄壓力表讀數(shù)。壓力表讀數(shù)穩(wěn)定后即可結(jié)束測(cè)壓工作。拆卸壓力表時(shí)，如果鉆孔內(nèi)有水，需要收集、測(cè)量鉆孔水量，對(duì)瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果進(jìn)行修正。封孔示意圖見圖322所示。⑵測(cè)壓鉆孔布置按照煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法》（AQ/10472007）中有關(guān)測(cè)壓鉆孔的要求，并結(jié)合現(xiàn)有的巷道布置，在以下地點(diǎn)布置測(cè)壓鉆孔。①在二七下山回風(fēng)布置4個(gè)下向穿層鉆孔，鉆孔編號(hào)4；②在二七下山軌道布置2個(gè)下向穿層鉆孔，鉆孔編號(hào)6。 圖322 穿層下向測(cè)壓鉆孔封孔示意圖測(cè)壓鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)見表321，鉆孔位置布置圖如圖323~325。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。）鉆孔傾角（176。）預(yù)計(jì)巖孔長(zhǎng)度（m）預(yù)計(jì)終孔長(zhǎng)度（m）備注二七下山回風(fēng)1210452128212045212832104521284120452128二七下山軌道535452128635452128說明：在鉆孔施工過程中可根據(jù)巷道斷面及施工條件選擇適當(dāng)位置施工； 嚴(yán)格按照鉆孔設(shè)計(jì)施工，并詳細(xì)記錄巖孔段、煤孔段長(zhǎng)度，打鉆過程中的噴孔、吸鉆、抱鉆等異?，F(xiàn)象，若遇鉆孔終孔深度與設(shè)計(jì)深度相差較大（一般不超過2m），必須及時(shí)向地面相關(guān)負(fù)責(zé)人匯報(bào)。 圖323 2測(cè)壓鉆孔布置圖圖324 4測(cè)壓鉆孔布置圖圖325 6測(cè)壓鉆孔布置圖⑶鉆孔施工鉆孔的開孔位置應(yīng)選擇在煤壁或巖石完整的位置；鉆孔施工實(shí)際揭露數(shù)據(jù)可能因地質(zhì)情況、煤層賦存的變化以及鉆孔施工中傾角和方位角的誤差而與設(shè)計(jì)參數(shù)有所出入。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。在鉆孔施工中，詳細(xì)記錄鉆孔實(shí)際方位角、傾角、孔深、以及開孔時(shí)間、終孔時(shí)間等參數(shù)，并觀察、記錄鉆孔瓦斯異?，F(xiàn)象；并按表322所示格式詳細(xì)記錄。表322 測(cè)壓鉆孔施工參數(shù)記錄表鉆孔編號(hào)鉆孔參數(shù)巖孔長(zhǎng)度（m）煤孔長(zhǎng)度（m）施工時(shí)間傾角(176。)方位角(176。)孔長(zhǎng)(m)開孔見煤終孔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。在鉆孔施工完成，將準(zhǔn)備好的材料和設(shè)備輸送到鉆孔位置后就可以封孔，整個(gè)封孔過程需要4～6人協(xié)作完成，其中包括一名專業(yè)技術(shù)人員。①封孔前期準(zhǔn)備封孔前應(yīng)有電工到場(chǎng)以保證在封孔期間不斷電、掉電、電器設(shè)備完好及線路連接正常。調(diào)整封孔泵的位置，盡量水平放置，保證其穩(wěn)定性，放置在安全位置，不嚴(yán)重影響巷道行人。接引水路，正常供水。封孔材料準(zhǔn)備完全。封孔前礦方應(yīng)制定相關(guān)安全技術(shù)措施。②向鉆孔送測(cè)壓管1～2根篩孔管在最前端，并在外層用鐵絲扎緊包裹一層紗窗布。依次連接測(cè)壓管，并用管鉗上緊，逐步送入鉆孔內(nèi)。在連接測(cè)壓管過程中，管接頭處要纏生料帶以加強(qiáng)氣密性。在送入測(cè)壓管的過程中，既要保證管路連接正常，又要注意安全。③注漿在攪拌桶中將水泥、“U”型膨脹劑、速凝劑與清水按一定比例均勻混合，攪拌成糊狀，“U”型膨脹劑的用量為水泥的10％左右，速凝劑的用量為水泥量的2～4％左右。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∶。水泥漿的粘度根據(jù)鉆孔傾角、封孔長(zhǎng)度、注漿泵類型及能力等具體情況和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)而定。水泥漿的注入量大概在50Kg/10m鉆孔左右。用泥漿泵一次連續(xù)將水泥漿注入鉆孔內(nèi)。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。⑸施工注意事項(xiàng)打鉆和封孔的施工前礦方要編制的施工相應(yīng)安全技術(shù)措施。在施工中，應(yīng)嚴(yán)格遵守相應(yīng)的安全技術(shù)措施以保證施工的安全，應(yīng)嚴(yán)格遵守相應(yīng)的鉆進(jìn)操作規(guī)程；鉆孔的開孔位置、鉆孔施工參數(shù)必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行；施工中每班應(yīng)對(duì)鉆孔進(jìn)尺、煤巖孔長(zhǎng)度以及施工地點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行詳實(shí)記錄。各鉆孔在封孔、注氮、安裝壓力表后，每天進(jìn)行瓦斯壓力觀測(cè)，直到壓力穩(wěn)定一段時(shí)間為止。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。煤是古代植物遺體的堆積層埋在地下后，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)期的地質(zhì)作用而形成的。煤的性質(zhì)是由成煤的原始物質(zhì)及其聚積條件、轉(zhuǎn)化過程和煤化程度等因素所決定。煤是一種發(fā)達(dá)孔隙系統(tǒng)多孔性固體，其內(nèi)部孔隙的發(fā)育程度用煤的孔隙率來表示。煤的孔隙率通過實(shí)測(cè)煤的真密度（真比重）和視密度（假比重）來確定，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。煤的吸附性通常用煤的吸附等溫線表示，即在實(shí)驗(yàn)室中，某一固定溫度下，煤的吸附瓦斯量隨瓦斯壓力變化的曲線，其表征參數(shù)常用吸附常數(shù)a，b來表示。煤的工業(yè)分析，通常是指煤的水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳等指標(biāo)的測(cè)定。目前，煤的真、視密度（真、假比重）、孔隙率、吸附常數(shù)以及煤的工業(yè)分析皆系在試驗(yàn)室中進(jìn)行的。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)簽見表323。表323 煤樣標(biāo)簽格式（礦井名稱） 煤樣煤層名稱：取樣具體位置：取樣類別：全煤斷面 □ 軟分層 □ 鉆孔 □ 取樣日期：年月日班需要實(shí)驗(yàn)室分析的參數(shù)：吸附常數(shù)a，b 真比重△pK1P關(guān)系（軟分層）□□□□工業(yè)分析假比重f□□□*在需要測(cè)定的參數(shù)后面劃√⑵煤樣實(shí)驗(yàn)室參數(shù)測(cè)定根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)煤樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)試二1煤層煤的瓦斯吸附常數(shù)、工業(yè)分析指標(biāo)、△p和f值等參數(shù)并測(cè)定二1煤層吸附解吸特性。間接法測(cè)定煤層瓦斯含量是根據(jù)井下實(shí)測(cè)煤層瓦斯壓力及實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤的瓦斯吸附常數(shù)、孔隙率、工業(yè)分析指標(biāo)等，根據(jù)朗格繆爾方程確定煤層的吸附瓦斯量后，再加上游離瓦斯量即為煤層的瓦斯含量。計(jì)算公式為：式中：W──煤層瓦斯含量，m3/t；a，b──吸附常數(shù)；P──煤層絕對(duì)瓦斯壓力，MPa；Ad──煤的灰分，%；Mad──煤的水分，%；ARD──視密度，t/m3；n──與瓦斯壓力有關(guān)的常數(shù)n＝（＋）；──井下煤層溫度，取＝30℃；t──煤樣吸附實(shí)驗(yàn)室溫度，t＝30℃；F──煤的孔隙率，%。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。瓦斯含量Q是指單位質(zhì)量的煤在20℃和一個(gè)大氣壓條件下所含有的瓦斯量，它由可解吸瓦斯含量和常壓吸附量組成，單位為m3/t，其表達(dá)基準(zhǔn)為原煤基。可解吸瓦斯含量Qm等于瓦斯損失量Q煤樣瓦斯解吸量Q煤樣粉碎后的瓦斯解吸量Q3三者之和。常壓吸附量是指單位質(zhì)量的煤在20℃和一個(gè)大氣壓條件下所含有的瓦斯量Qa。煤層瓦斯含量Q：Q=Qm+Qa其中：Qm=Q1+ Q2+ Q3通過向煤層施工鉆孔，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。⑵煤層瓦斯含量測(cè)點(diǎn)布置根據(jù)井下瓦斯含量直接測(cè)定方法的要求，并結(jié)合某礦的開拓部署情況，本次在27131工作面及測(cè)壓鉆孔施工過程中取測(cè)定鉆孔煤層瓦斯含量。⑶煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果在井下取鉆孔鉆屑，通過井下解吸，地面實(shí)驗(yàn)室解吸和粉碎解吸，得出煤層可解吸瓦斯含量，并測(cè)算出煤層常壓解吸量，二者相加得出某礦所測(cè)地點(diǎn)的煤層瓦斯含量。計(jì)算結(jié)果按照表324如實(shí)填寫。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。瓦斯參數(shù)測(cè)定所需的設(shè)備、裝置及記錄表見表32326（所有設(shè)備及材料均由礦方提供）。測(cè)壓封孔材料設(shè)計(jì)加工圖見圖326～圖328。表325 某礦瓦斯壓力測(cè)定所需材料一覽表序號(hào)材料名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1測(cè)壓管2m/根（4分）根180兩端加工管螺紋2注漿管2m/根（4分）根6兩端加工管螺紋3篩孔管2m/根（4分）根12同上并鉆網(wǎng)狀孔洞4閘 閥4分個(gè)105管接頭4分個(gè)200標(biāo)件6生料帶卷407棉 紗公斤10封孔所需8水 泥425袋209添加劑（膨脹劑）UEA袋410鐵 絲14kg若干足夠用11壓力表0~4MPa只812鉆機(jī)臺(tái)1滿足要求的鉆機(jī)即可13注漿泵臺(tái)1揚(yáng)程大于30m14采樣袋10kg個(gè)20裝煤樣用15海帶kg1016氮?dú)馄糠弦?guī)程要求瓶317減壓閥國(guó)標(biāo)（量程0～4MPa）個(gè)218連接紫銅管按樣品加工根219注氮接頭按樣品加工套220配備管鉗、手鉗、剪刀、皮尺、彈簧秤、手套、扳手等相關(guān)工具。表326 瓦斯壓力測(cè)定記錄格式表煤礦瓦斯壓力測(cè)定原始記錄表合同編號(hào)： 第 頁/共 頁礦井名稱 煤層 測(cè)壓地點(diǎn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試所用儀器設(shè)備序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)唯一性標(biāo)識(shí)數(shù)量精度是否經(jīng)計(jì)量檢定孔 號(hào)施工記錄方 位(度)