【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 術(shù)。 47 二、直接測(cè)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(jī)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(fù)方法 主動(dòng)測(cè)壓法 被動(dòng)測(cè)壓法 煤層瓦斯壓力直接測(cè)定法分類 48 二、直接測(cè)定方法 黃泥封孔 適用性： 可用于任何角度的測(cè)壓孔 優(yōu)點(diǎn)： 不干裂，不收縮，密封性好； 缺點(diǎn)： 費(fèi)時(shí)費(fèi)力，封孔質(zhì)量不好易漏氣。 49 二、直接測(cè)定方法 水泥砂漿封孔 適用性： 只可用于 45176。的上向或下向測(cè)壓孔 優(yōu)點(diǎn)： 操作簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)： 水泥砂漿具有一定收縮性 收縮線 50 二、直接測(cè)定方法 聚氨酯封孔 適用性： 可用于任何角度的測(cè)壓孔 優(yōu)點(diǎn)： 具有發(fā)泡膨脹性，充填效果好 缺點(diǎn)： 造價(jià)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(cè)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(shí)間／ min 2 2 3 4 7 6 不同配比聚氨酯膨脹倍數(shù)和膨脹時(shí)間 不同配比聚氨酯透氣性能 52 二、直接測(cè)定方法 機(jī)械式膠圈封孔器 適用性： 可用于任何角度的測(cè)壓孔 優(yōu)點(diǎn)： 采用機(jī)械螺旋壓緊膠圈的方式，操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)： 孔壁不光滑時(shí)，膠圈與孔壁接觸不嚴(yán)，易漏氣 53 二、直接測(cè)定方法 充液式膠圈封孔器 適用性： 可用于任何角度的測(cè)壓孔 優(yōu)點(diǎn)： 采用液壓的方式充漲膠囊，可采用手動(dòng)加壓，操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)： 孔壁不光滑時(shí)，膠圈與孔壁接觸不嚴(yán)；孔壁變形后封孔器難以取出。 54 二、直接測(cè)定方法 膠圈 粘液封孔 適用性： 可用于任何角度的測(cè)壓孔，裂隙發(fā)育 優(yōu)點(diǎn)： 可有效封堵圍巖裂隙，處于承壓狀態(tài) 缺點(diǎn)： 孔壁鉆屑可導(dǎo)致膠囊密封漏氣 55 二、直接測(cè)定方法 膠囊 粘液封孔 適用性： 可用于任何角度的測(cè)壓孔，裂隙發(fā)育 優(yōu)點(diǎn)： 可有效封堵圍巖裂隙，處于承壓狀態(tài) 缺點(diǎn)： 孔壁鉆屑可導(dǎo)致膠囊密封漏氣 56 二、直接測(cè)定方法 囊?guī)椒饪灼? 適用性： 可用于任何角度的測(cè)壓孔 優(yōu)點(diǎn)： 囊袋及鉆孔內(nèi)漿液凝固，不用定時(shí)補(bǔ)壓，有效時(shí)間長(zhǎng) 缺點(diǎn)： 造價(jià)高，操作難度較大 57 二、直接測(cè)定方法 用工具與材料 1）鉆孔設(shè)備： 鉆機(jī)， Φ 5090mm； 2）封孔設(shè)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(fēng)為動(dòng)力，一般不大于 ； c）手動(dòng)注液泵： 補(bǔ)償膠囊壓力， 38MPa； d）壓力補(bǔ)償裝置： 高壓儲(chǔ)氣罐。 3）封孔材料： a）黃泥： 將質(zhì)地致密可塑性好的黏土制成外部半干內(nèi)濕軟的黃泥； b）水泥： 牌號(hào)不低于 425號(hào)； c）粘液： 由化學(xué)糨糊粉（淀粉 +防腐劑）：水 =1:16，用于裂隙 ≯ 4mm；裂隙較大時(shí)應(yīng)加入填料和骨料。 58 二、直接測(cè)定方法 用工具與材料 4）測(cè)壓材料、議標(biāo) a）壓力表： 量程為預(yù)計(jì)煤層壓力的 ，準(zhǔn)確度優(yōu)于 ； b）測(cè)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(cè)定法的關(guān)鍵技術(shù) 1）測(cè)定地點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先選擇在 石門 或 巖巷 中，選擇巖性致密的地點(diǎn)，且無 斷層 、 裂隙 等 地質(zhì)構(gòu)造 處布置測(cè)點(diǎn)，其瓦斯賦存狀況要具有 代表性 ； 2）測(cè)壓鉆孔應(yīng)避開 含水層 、 溶洞 ，并保證測(cè)壓鉆孔與其距離不小于 50m； 3）對(duì)于測(cè)定煤層 原始瓦斯壓力 的測(cè)壓鉆孔應(yīng) 避開采動(dòng) 、 瓦斯抽采 及其他人為 卸壓影響 范圍，并保證測(cè)壓鉆孔與其距離不小于 50 m； 4）對(duì)于需要測(cè)定煤層 殘存瓦斯壓力 的測(cè)壓鉆孔則根據(jù)測(cè)壓目的的要求進(jìn)行測(cè)壓地點(diǎn)選擇； 測(cè)壓地點(diǎn)的選擇 60 三、直接測(cè)定法的關(guān)鍵技術(shù) 5）選擇測(cè)壓地點(diǎn)應(yīng)保證測(cè)壓鉆孔有足夠的 封孔深度 (穿層測(cè)壓鉆孔的見煤點(diǎn)或順層測(cè)壓鉆孔的測(cè)壓氣室應(yīng)位于巷道的卸壓圈之外 )，采用 注漿封孔 的上向測(cè)壓鉆孔傾角應(yīng) 不小于5176。 ； 6）同一地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置 兩個(gè)測(cè)壓鉆孔 ，其終孔見煤點(diǎn)或測(cè)壓氣室應(yīng)在相互影響范之外，其距離應(yīng) 不小于 20 m（石門測(cè)壓外除）。石門揭煤瓦斯壓力測(cè)定鉆孔的布置按《防止煤與瓦斯突出規(guī)定》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行； 7）瓦斯壓力測(cè)定地點(diǎn)應(yīng)選擇在 進(jìn)風(fēng)系統(tǒng) ， 行人少 且便于安設(shè)保護(hù)柵欄的地方。 測(cè)壓地點(diǎn)的選擇 61 三、直接測(cè)定法的關(guān)鍵技術(shù) 1）鉆孔 直徑 宜為 φ65~ φ95mm。 鈷孔長(zhǎng)度 應(yīng)保證測(cè)壓所需的 封孔深度 。 2）鉆孔的開孔位置應(yīng)選在巖石（煤壁） 完整 的地點(diǎn)； 3）鉆孔施工應(yīng)保證鉆孔平直、孔形完整，穿層測(cè)壓鉆孔除特厚煤層外應(yīng) 穿越全厚 ，對(duì)于 特厚煤層 測(cè)壓，鉆孔應(yīng) 進(jìn)入煤層 ~。 4）鉆孔施工好后，應(yīng)立即用壓風(fēng)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(yīng) 準(zhǔn)確記錄 鉆孔 方位 、 傾角 、 長(zhǎng)度 、鉆孔開始 見煤長(zhǎng)度 及鉆孔在 煤層中的長(zhǎng)度 ，鉆孔 開鉆時(shí)間 、 見煤時(shí)間 及 鉆畢時(shí)間 ； 6）鉆孔施工前應(yīng)制定詳細(xì)的 技術(shù)及安全措施 （包括測(cè)壓觀測(cè)期間所應(yīng)采取的技術(shù)及安全措施）。 測(cè)壓鉆孔施工 62 三、直接測(cè)定法的關(guān)鍵技術(shù) 1）膠圈粘液封孔，封孔長(zhǎng)度不小于 10m。 2）注漿封孔按下式計(jì)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(cè)定法的關(guān)鍵技術(shù) 穿層鉆孔測(cè)壓 順層鉆孔測(cè)壓 L1Rx。 L1L2。 L112m. 封孔深度 L1Rx。 L1。 L112m. 64 三、直接測(cè)定法的關(guān)鍵技術(shù) 1）主動(dòng)測(cè)壓法 1）測(cè)壓前，先向鉆孔內(nèi)注入補(bǔ)償氣體（ N2 or CO2），補(bǔ)償壓力應(yīng)為估計(jì)煤層壓力的 ； 2）至少每班觀測(cè)一次壓力表； 3） P4MPa時(shí)，觀測(cè)時(shí)間一般為 5~10d； P4MPa時(shí)，觀測(cè)時(shí)間一般為 10~20d； 4）觀測(cè)的 P變化較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)縮短觀測(cè)間隔時(shí)間。 P t P t 壓力恢復(fù)曲線 壓力恢復(fù)曲線 壓力測(cè)定 65 三、直接測(cè)定法的關(guān)鍵技術(shù) 2）被動(dòng)測(cè)壓 1）無需壓力補(bǔ)償； 2）至少天班觀測(cè)一次壓力表； 3）觀測(cè)時(shí)間一般為 20~30d； 4）觀測(cè)的 P變化較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)縮短觀測(cè)間隔時(shí)間。 P t 壓力恢復(fù)曲線 壓力測(cè)定 66 1） 3d內(nèi)測(cè)得的壓力變化 ，可認(rèn)為壓力平衡，停止測(cè)定； 2）繪制壓力恢復(fù)曲線（ tP）； 3）卸表時(shí)，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(shí)，廢孔，按規(guī)定封孔； 未與含水層連通時(shí)， 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(shí)： b） V水 ≥ V管 +V室 時(shí)： c） 0V水 V管 時(shí)： 5）煤層絕對(duì)瓦斯壓力： 三、直接測(cè)定法的關(guān)鍵技術(shù) 注意事項(xiàng) 67 四、間接測(cè)定方法 根據(jù) 煤層瓦斯流動(dòng)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(cè)壓地點(diǎn)附近測(cè)定的煤層 瓦斯涌出量 或統(tǒng)計(jì)采掘中的涌出量等參數(shù)，計(jì)算推測(cè)出需要測(cè)定地點(diǎn)的瓦斯壓力。 適用條件： 難以用直接法測(cè)定瓦斯壓力的地點(diǎn)。 68 四、間接測(cè)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(fēng)干燥基灰分， %； Mad—— 煤的通風(fēng)干燥基水分， %； π—— 煤的孔隙率， %； γ—— 煤的容重， t/m3。 69 四、間接測(cè)定方法 2. 根據(jù)瓦斯涌出量間接測(cè)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(jìn)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(yùn)出采區(qū)煤炭中的瓦斯量， m3 ； X —— 采區(qū)內(nèi)煤的平均瓦斯含量， m3/m3； —— 采區(qū)內(nèi)煤的總體積， m3 。 V70 四、間接測(cè)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(shí)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(shí)間為 t0時(shí)的殘存瓦斯含量， m3 。 ① 井下： 打鉆、取樣、裝罐： t0 實(shí)驗(yàn)室測(cè)定罐中瓦斯含量 Xc ②實(shí)驗(yàn)室： 煤樣罐充瓦斯： Pi 釋放瓦斯： t0 測(cè)定 Xci 71 四、間接測(cè)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(yàn)數(shù)據(jù)回歸得出 。 根據(jù)已開采深度范圍內(nèi)瓦斯壓力與開采深度的關(guān)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(cè)定 煤層透氣性系數(shù)是煤層瓦斯流動(dòng)難易程度的標(biāo)志，測(cè)定煤層瓦斯透氣性系數(shù)與測(cè)定瓦斯壓力、流量一樣，都是很重要的。在井下直接測(cè)定煤層透氣性系數(shù)的方法中以中國礦院大學(xué)法較為簡(jiǎn)便。 一、概述 測(cè)定方法分類 煤層透氣性系數(shù)測(cè)定 實(shí)驗(yàn)室測(cè)定 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果不能反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，與現(xiàn)場(chǎng)差異很大，相差數(shù)倍 數(shù)百倍。 數(shù)學(xué)推到方法合理，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方便，計(jì)算簡(jiǎn)單。 74 一、概述 煤層透氣性系數(shù)的影響因素 1）煤的孔隙結(jié)構(gòu) ~1μm