【文章內容簡介】 術。 47 二、直接測定方法 黃泥封孔 水泥砂漿封孔 聚氨酯封孔 膠圈 粘液封孔器 囊?guī)椒饪灼? 機械式膠圈封孔器 充液式膠圈封孔器 充填封孔法 封孔器法 封孔法方法 壓力恢復方法 主動測壓法 被動測壓法 煤層瓦斯壓力直接測定法分類 48 二、直接測定方法 黃泥封孔 適用性： 可用于任何角度的測壓孔 優(yōu)點： 不干裂，不收縮，密封性好； 缺點： 費時費力，封孔質量不好易漏氣。 49 二、直接測定方法 水泥砂漿封孔 適用性： 只可用于 45176。的上向或下向測壓孔 優(yōu)點： 操作簡單 缺點： 水泥砂漿具有一定收縮性 收縮線 50 二、直接測定方法 聚氨酯封孔 適用性： 可用于任何角度的測壓孔 優(yōu)點： 具有發(fā)泡膨脹性，充填效果好 缺點： 造價高，操作難度較大 軟膠囊聚氨酯式 麻布聚氨酯式 51 二、直接測定方法 黑白料配比 1： 1： 1： 1： 1： 1： 1： 透氣壓力 / MPa 聚氨酯封孔 配比 1： 1： 1： 1： 1： 1： 1： 膨脹倍數(shù) 膨脹開始時間／ min 2 2 3 4 7 6 不同配比聚氨酯膨脹倍數(shù)和膨脹時間 不同配比聚氨酯透氣性能 52 二、直接測定方法 機械式膠圈封孔器 適用性： 可用于任何角度的測壓孔 優(yōu)點： 采用機械螺旋壓緊膠圈的方式，操作方便，設備簡單 缺點： 孔壁不光滑時，膠圈與孔壁接觸不嚴，易漏氣 53 二、直接測定方法 充液式膠圈封孔器 適用性： 可用于任何角度的測壓孔 優(yōu)點： 采用液壓的方式充漲膠囊，可采用手動加壓，操作方便，設備簡單。 缺點： 孔壁不光滑時，膠圈與孔壁接觸不嚴；孔壁變形后封孔器難以取出。 54 二、直接測定方法 膠圈 粘液封孔 適用性： 可用于任何角度的測壓孔，裂隙發(fā)育 優(yōu)點： 可有效封堵圍巖裂隙，處于承壓狀態(tài) 缺點： 孔壁鉆屑可導致膠囊密封漏氣 55 二、直接測定方法 膠囊 粘液封孔 適用性： 可用于任何角度的測壓孔，裂隙發(fā)育 優(yōu)點： 可有效封堵圍巖裂隙，處于承壓狀態(tài) 缺點： 孔壁鉆屑可導致膠囊密封漏氣 56 二、直接測定方法 囊?guī)椒饪灼? 適用性： 可用于任何角度的測壓孔 優(yōu)點： 囊袋及鉆孔內漿液凝固，不用定時補壓，有效時間長 缺點： 造價高，操作難度較大 57 二、直接測定方法 用工具與材料 1）鉆孔設備： 鉆機， Φ 5090mm； 2）封孔設備： a）泥漿泵： 常用柱塞泥漿泵，流量： 2050L/min，壓力： 34MPa； b）壓氣注漿泵： 以井下壓風為動力，一般不大于 ； c）手動注液泵： 補償膠囊壓力， 38MPa； d）壓力補償裝置： 高壓儲氣罐。 3）封孔材料： a）黃泥： 將質地致密可塑性好的黏土制成外部半干內濕軟的黃泥； b）水泥： 牌號不低于 425號； c）粘液： 由化學糨糊粉（淀粉 +防腐劑）：水 =1:16，用于裂隙 ≯ 4mm；裂隙較大時應加入填料和骨料。 58 二、直接測定方法 用工具與材料 4）測壓材料、議標 a）壓力表： 量程為預計煤層壓力的 ，準確度優(yōu)于 ； b）測壓管： 鍍鋅管： φ 13mm；紫銅管： φ 6mm δ1mm 。 5）其他工具： 管鉗、扳手、剪刀、皮尺、水桶、螺絲刀、等 59 三、直接測定法的關鍵技術 1）測定地點應優(yōu)先選擇在 石門 或 巖巷 中，選擇巖性致密的地點，且無 斷層 、 裂隙 等 地質構造 處布置測點，其瓦斯賦存狀況要具有 代表性 ； 2）測壓鉆孔應避開 含水層 、 溶洞 ，并保證測壓鉆孔與其距離不小于 50m； 3）對于測定煤層 原始瓦斯壓力 的測壓鉆孔應 避開采動 、 瓦斯抽采 及其他人為 卸壓影響 范圍，并保證測壓鉆孔與其距離不小于 50 m； 4）對于需要測定煤層 殘存瓦斯壓力 的測壓鉆孔則根據(jù)測壓目的的要求進行測壓地點選擇； 測壓地點的選擇 60 三、直接測定法的關鍵技術 5）選擇測壓地點應保證測壓鉆孔有足夠的 封孔深度 (穿層測壓鉆孔的見煤點或順層測壓鉆孔的測壓氣室應位于巷道的卸壓圈之外 )，采用 注漿封孔 的上向測壓鉆孔傾角應 不小于5176。 ； 6）同一地點應設置 兩個測壓鉆孔 ，其終孔見煤點或測壓氣室應在相互影響范之外，其距離應 不小于 20 m（石門測壓外除）。石門揭煤瓦斯壓力測定鉆孔的布置按《防止煤與瓦斯突出規(guī)定》的有關規(guī)定進行； 7）瓦斯壓力測定地點應選擇在 進風系統(tǒng) ， 行人少 且便于安設保護柵欄的地方。 測壓地點的選擇 61 三、直接測定法的關鍵技術 1）鉆孔 直徑 宜為 φ65~ φ95mm。 鈷孔長度 應保證測壓所需的 封孔深度 。 2）鉆孔的開孔位置應選在巖石（煤壁） 完整 的地點； 3）鉆孔施工應保證鉆孔平直、孔形完整，穿層測壓鉆孔除特厚煤層外應 穿越全厚 ，對于 特厚煤層 測壓，鉆孔應 進入煤層 ~。 4）鉆孔施工好后，應立即用壓風或清水 清洗 鉆孔，清除鉆屑，保障鉆孔暢通； 5）在鉆孔施工中應 準確記錄 鉆孔 方位 、 傾角 、 長度 、鉆孔開始 見煤長度 及鉆孔在 煤層中的長度 ，鉆孔 開鉆時間 、 見煤時間 及 鉆畢時間 ； 6）鉆孔施工前應制定詳細的 技術及安全措施 （包括測壓觀測期間所應采取的技術及安全措施）。 測壓鉆孔施工 62 三、直接測定法的關鍵技術 1）膠圈粘液封孔，封孔長度不小于 10m。 2）注漿封孔按下式計算： L—— 鉆孔深度； D—— 鉆孔直徑； θ—— 鉆孔傾角； L1—— 最小封孔深度 。 ||tanL 11 ????? DL封孔深度 63 三、直接測定法的關鍵技術 穿層鉆孔測壓 順層鉆孔測壓 L1Rx。 L1L2。 L112m. 封孔深度 L1Rx。 L1。 L112m. 64 三、直接測定法的關鍵技術 1）主動測壓法 1）測壓前，先向鉆孔內注入補償氣體（ N2 or CO2），補償壓力應為估計煤層壓力的 ； 2）至少每班觀測一次壓力表； 3） P4MPa時，觀測時間一般為 5~10d； P4MPa時，觀測時間一般為 10~20d； 4）觀測的 P變化較大時，應適當縮短觀測間隔時間。 P t P t 壓力恢復曲線 壓力恢復曲線 壓力測定 65 三、直接測定法的關鍵技術 2）被動測壓 1）無需壓力補償； 2）至少天班觀測一次壓力表； 3）觀測時間一般為 20~30d； 4）觀測的 P變化較大時，應適當縮短觀測間隔時間。 P t 壓力恢復曲線 壓力測定 66 1） 3d內測得的壓力變化 ，可認為壓力平衡，停止測定； 2）繪制壓力恢復曲線（ tP）； 3）卸表時，先通過泄壓閥卸壓，以防高壓沖擊傷人； 4）放水。與含水層連通時，廢孔，按規(guī)定封孔； 未與含水層連通時， 水平和下向孔 不修正， 上向孔 可用下式修正水的影響： a） V管 V水 V管 +V室 時： b） V水 ≥ V管 +V室 時： c） 0V水 V管 時： 5）煤層絕對瓦斯壓力： 三、直接測定法的關鍵技術 注意事項 67 四、間接測定方法 根據(jù) 煤層瓦斯流動的規(guī)律 、 煤層透氣性系數(shù) 、瓦斯解吸規(guī)律 、 煤層瓦斯含量系數(shù)曲線 、在測壓地點附近測定的煤層 瓦斯涌出量 或統(tǒng)計采掘中的涌出量等參數(shù)，計算推測出需要測定地點的瓦斯壓力。 適用條件： 難以用直接法測定瓦斯壓力的地點。 68 四、間接測定方法 1. 根據(jù)原始瓦斯含量推算瓦斯壓力 ?? PMMAbPabPXadadad 1011001001 ????????X—— 煤層瓦斯含量， m3/t； a —— 煤的瓦斯吸附常數(shù)， m3/t； b —— 煤的瓦斯吸附常數(shù)， MPa1； p —— 煤層原始瓦斯壓力， MPa； Aad—— 煤的通風干燥基灰分， %； Mad—— 煤的通風干燥基水分， %； π—— 煤的孔隙率， %； γ—— 煤的容重， t/m3。 69 四、間接測定方法 2. 根據(jù)瓦斯涌出量間接測定瓦斯壓力 ???????VQXQ/殘采空回采掘ΣQ —— 采區(qū)總瓦斯涌出量， m3； Q掘 —— 掘進工作面的總瓦斯涌出量， m3 ； Q回采 —— 回采面的總瓦斯涌出量， m3 ；； Q采空 —— 采空區(qū)的總瓦斯涌出量， m3 ； Q殘 —— 殘存在運出采區(qū)煤炭中的瓦斯量， m3 ； X —— 采區(qū)內煤的平均瓦斯含量， m3/m3； —— 采區(qū)內煤的總體積， m3 。 V70 四、間接測定方法 3. 根據(jù)殘存瓦斯含量推算瓦斯壓力 0 )( tXfp c ，每次釋放時間均為?p —— 煤層原始瓦斯壓力， MPa； Xc—— 不同壓力飽和吸附下，釋放時間為 t0時的殘存瓦斯含量， m3 。 ① 井下： 打鉆、取樣、裝罐： t0 實驗室測定罐中瓦斯含量 Xc ②實驗室： 煤樣罐充瓦斯： Pi 釋放瓦斯： t0 測定 Xci 71 四、間接測定方法 4. 根據(jù)地層埋深估算瓦斯壓力 BHp ?p —— 距地表 H深度的煤層瓦斯壓力， MPa； H —— 距地表垂深， m； B —— 系數(shù)，由經(jīng)驗數(shù)據(jù)回歸得出 。 根據(jù)已開采深度范圍內瓦斯壓力與開采深度的關系，估算未開采深度的瓦斯壓力值。 72 第三章：煤層透氣性系數(shù)測定 煤層透氣性系數(shù)是煤層瓦斯流動難易程度的標志，測定煤層瓦斯透氣性系數(shù)與測定瓦斯壓力、流量一樣，都是很重要的。在井下直接測定煤層透氣性系數(shù)的方法中以中國礦院大學法較為簡便。 一、概述 測定方法分類 煤層透氣性系數(shù)測定 實驗室測定 現(xiàn)場測定 加圍壓法 不加圍壓法 雅羅伏依法 克里切夫斯基流量法和壓力法 馬可尼壓力法 單向流量法 鉆孔徑向流量法 球向流量法 實驗室測定結果不能反映現(xiàn)場實際情況，與現(xiàn)場差異很大，相差數(shù)倍 數(shù)百倍。 數(shù)學推到方法合理，現(xiàn)場應用方便，計算簡單。 74 一、概述 煤層透氣性系數(shù)的影響因素 1）煤的孔隙結構 ~1μm