【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 以防下取芯管過(guò)程中裝進(jìn)殘粉。取芯管下到孔底后，調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，進(jìn)行取樣鉆進(jìn)，同時(shí)記錄起鉆時(shí)間；鉆進(jìn)至取芯管裝滿(mǎn)為止，記錄鉆進(jìn)結(jié)束時(shí)間；快速退出取芯管，將所取煤樣進(jìn)行適當(dāng)分選，裝進(jìn)煤樣筒，記錄煤樣筒密封時(shí)間，取樣工作結(jié)束。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 ⑤其它注意事項(xiàng) 應(yīng)盡可能地 減少取樣時(shí)間 ；如實(shí)記錄打鉆過(guò)程中的噴孔、頂鉆、排粉等情況。 損失量補(bǔ)償方法 : 煤芯瓦斯損失量無(wú)法直接測(cè)定，只有根據(jù)瓦斯解吸規(guī)律，通過(guò)測(cè)定初期瓦斯解吸速度，采用數(shù)據(jù)擬合計(jì)算而得出。為了測(cè)定和計(jì)算方便，將煤芯在不同時(shí)刻的瓦斯累計(jì)解吸量作為測(cè)定參數(shù)，根據(jù)暴露初期 瓦斯累計(jì)解吸量 與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算煤芯在暴露時(shí)間內(nèi)的 瓦斯損失量 。 三、煤層瓦斯基本 參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 根據(jù)有關(guān)研究結(jié)果，煤芯在初始一段暴露時(shí)間內(nèi)，累計(jì)瓦斯解吸量與煤樣瓦斯解吸時(shí)間存在如下關(guān)系： V=k(t0+t)α 式中： V— 煤芯自取芯開(kāi)始時(shí)至 t0+t時(shí)刻總的瓦斯解吸量， mL； t0— 測(cè)定煤芯解吸速度前的暴露時(shí)間， min； t0= t1+t2 t1— 鉆進(jìn)取樣開(kāi)始到打鉆結(jié)束的時(shí)間， min； t2— 打鉆結(jié)束至將煤芯裝入煤芯筒開(kāi)始測(cè)定的時(shí)間， min； t— 解吸測(cè)定時(shí)間， min； k— 比例常數(shù)； α— 解吸特征參數(shù)，根據(jù)取芯煤樣的完整性取值，為 ～，完整煤芯取 。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 1瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 （二）煤層瓦斯壓力及測(cè)定方法 1. 煤層瓦斯壓力的一般規(guī)律 煤層瓦斯壓力是指煤孔隙中所含游離瓦斯的氣體壓力，即氣體作用于孔隙壁的壓力。煤層瓦斯壓力是決定煤層瓦斯含量的一個(gè)主要因素，當(dāng)煤的吸附瓦斯能力相同時(shí)，煤層瓦斯壓力越高，煤中所含瓦斯量也就越大。在煤與瓦斯突出發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中，瓦斯壓力起著重大的作用。為了預(yù)測(cè)深部煤層瓦斯涌出量、確定煤層的突出危險(xiǎn)性，在我國(guó)許多突出和高瓦斯礦井中開(kāi)展了較為廣泛的煤層瓦斯壓力測(cè)定工作。研究表明，在距地表同一垂深上，不同礦區(qū)煤層的瓦斯壓力值可能有很大的差別，但 同一礦區(qū) 中煤層瓦斯壓力隨深度的增加而增大 ，這一特點(diǎn)反映了煤層瓦斯由地層深處向地表流動(dòng)的 總規(guī)律 。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 煤層瓦斯壓力的大小 取決于煤生成后，煤層瓦斯的 排放條件 。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，煤層瓦斯排放是一個(gè)極其復(fù)雜的問(wèn)題，它除與 覆蓋層厚度 、 透氣性能 、 地質(zhì)構(gòu)造 條件有關(guān)外，還與覆蓋層的 含水性 密切有關(guān)。當(dāng)覆蓋層中 充滿(mǎn)水時(shí) ， 煤層瓦斯壓力最大 ，這時(shí)瓦斯壓力 等于同水平的靜水壓力 。當(dāng)煤層瓦斯壓力大于同水平靜水壓力時(shí)，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，瓦斯將沖破水的阻力向地表逸散；當(dāng)覆蓋層 未充滿(mǎn)水時(shí) ，煤層瓦斯壓力將 小于同水平的靜水壓力 。因此絕大多數(shù)煤層的瓦斯壓力小于或等于同水平靜水壓力。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 三、煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定 煤層瓦斯壓力與埋深的關(guān)系 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 在地質(zhì)條件不變的情況下，煤層瓦斯壓力隨深度增加成正比例增加，通常用下式描述： P=P0+m(H－ H0) 式中 ： P— 在深度 H處的瓦斯壓力， MPa； P0— 瓦斯風(fēng)化帶下部邊界深度 H0的瓦斯壓力，取為 ～ MPa； H0— 瓦斯風(fēng)化帶深度， m； H— 距地表垂深， m； m— 瓦斯壓力梯度， MPa/m。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 2. 煤層瓦斯壓力的測(cè)定方法 測(cè)定煤層瓦斯壓力時(shí)，通常是從圍巖巷道（石門(mén)或巖巷）向煤層打孔徑為 50～ 70mm 的鉆孔，孔中安放測(cè)壓管，將鉆孔密封后，用壓力表直接進(jìn)行測(cè)定。為了測(cè)定煤層的原始瓦斯壓力，測(cè)壓地點(diǎn)的煤層應(yīng)為未受采動(dòng)影響的原始煤體。 測(cè)壓封孔方法分填料法和封孔器法兩類(lèi)。根據(jù)封孔器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，封孔器分為膠圈、膠囊和膠圈 粘液等幾種類(lèi)型。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 (1) 填料封孔法 ①人工填料封孔 填料法是應(yīng)用最廣泛的一種測(cè)壓封孔方法。采用該方法時(shí)，在打完鉆孔后，先用水清洗鉆孔再向孔內(nèi)放臵測(cè)壓管，最后用充填材料封孔。 人工充填法封孔示意圖 1－測(cè)壓前端； 2－擋料圈盤(pán)； 3－充填材料； 4－木楔； 5－測(cè)壓管； 6－壓力表； 7－鉆孔 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 為了防止測(cè)壓管堵塞，在測(cè)壓管前端焊接一段直徑稍大于測(cè)壓管的篩狀管或直接在測(cè)壓管壁打篩孔。為了防止充填材料堵塞測(cè)壓管前端，在測(cè)壓管前端后部套焊一擋料圓盤(pán)。測(cè)壓管為紫銅管或細(xì)鋼管，充填材料用水泥和砂子或粘土。填料可用人工或壓風(fēng)送入鉆孔。充填時(shí)每充填 1m 左右，送入一段木楔，并用堵棒搗固。人工封孔的封孔深度一般不超過(guò) 5m；為了提高填充密封效果，可使用膨脹水泥。 填料法封孔的優(yōu)點(diǎn)是不需特殊裝臵，簡(jiǎn)單易行；缺點(diǎn)是人工封孔長(zhǎng)度短，且封孔后需等水泥基本凝固后，才能上壓力表測(cè)壓。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 ②注漿泵填料封孔 測(cè)壓鉆孔直徑一般為 Φ 65～ 75mm，鉆孔長(zhǎng)度可達(dá) 15m～ 70m。封孔步驟為： 將測(cè)壓管安裝至預(yù)定的（測(cè)壓）深度，在孔口用木楔封住，并安裝好注漿管；根據(jù)封孔深度確定膨脹不收縮水泥的使用量，按一定比例配好封孔水泥漿，用壓氣注漿器或泥漿泵一次連續(xù)將封孔水泥漿注入鉆孔內(nèi)； 注漿 48 h后，通過(guò)測(cè)壓管用（手搖）注液泵將粘液注入鉆孔內(nèi)；撤下（手搖）注液泵，在孔口安裝三通及壓力表。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 注漿封孔示意圖 1－注液泵， 2－三通； 3－壓力表； 4－木楔； 5－測(cè)壓管； 6－煤層 7－粘液； 8－水泥； 9－注漿管； 10－注漿泵 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 （ 2) 封孔器封孔 ① 膠圈封孔器。膠圈封孔是一種簡(jiǎn)便的封孔方法，它適用于巖柱完整致密的條件。封孔器由內(nèi)外套管、擋圈和膠圈組成，內(nèi)套管即為測(cè)壓管。封直徑為 50mm 的鉆孔時(shí)，膠圈外徑為 49mm，內(nèi)徑 21mm，長(zhǎng)度為 78mm，測(cè)壓管上焊有環(huán)形固定擋圈，當(dāng)擰緊壓緊螺帽時(shí)，外套管移動(dòng)壓縮膠圈，即達(dá)到封孔目的。北票礦務(wù)局臺(tái)吉煤礦 – 550m 水平西 5石門(mén)用膠圈封孔器實(shí)測(cè)的 10層煤瓦斯壓力高達(dá) 。 該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，封孔器可重復(fù)使用；缺點(diǎn)是封孔深度小，且要求封孔段巖石必須致密、完整。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 膠圈封孔器結(jié)構(gòu)示意圖 1－測(cè)壓管； 2－外套管； 3－壓緊螺帽； 4－活動(dòng)擋圈； 5－固定擋圈； 6－膠圈； 7－壓力表； 8－鉆孔 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 ②膠圈 — 壓力粘液封孔器 膠圈 — 壓力粘液封孔器與膠圈封孔器的主要區(qū)別是在兩組封孔膠圈之間，充入帶壓的粘液。這是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制成功的一種的封孔方法 。 該封孔器由膠圈封孔系統(tǒng)和粘液加壓系統(tǒng)組成。為了縮短測(cè)壓時(shí)間，本封孔器帶有預(yù)充氣口，預(yù)充氣壓力略小于預(yù)計(jì)的煤層瓦斯壓力。與其它封孔器相比，這種封孔器的主要優(yōu)點(diǎn)：一是增大了封孔段的長(zhǎng)度；二是壓力粘液可滲入封孔段巖（煤）體裂隙，增大該段的密封效果。膠圈 壓力粘液封孔器在陽(yáng)泉、焦作和鶴壁等礦務(wù)局的試驗(yàn)證明，該封孔器能滿(mǎn)足在煤巷直接測(cè)定煤層瓦斯壓力的要求。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 1－補(bǔ)充氣體入口； 2－固定把； 3－加壓手把； 4－推力軸承； 5－膠圈； 6－粘液壓力表； 7－膠圈； 8－高壓膠管； 9－閥門(mén)； 10－二氧化碳瓶； 11－粘液； 12－粘液罐 膠圈 壓力粘液封孔器結(jié)構(gòu)圖 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 該封孔器的主要技術(shù)參數(shù)如下： ? 鉆孔直徑 (mm) 62 ? 封孔深度 （ m） 11～ 20 ? 封孔粘液段長(zhǎng)度（ m） ～ ? 煤層堅(jiān)固性系數(shù) (f)≥ ? 封孔器重量（長(zhǎng) 15m）（ kg） 120 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 （三）煤層透氣性系數(shù)及測(cè)定方法 煤層透氣性系數(shù) 的定義 煤是一種多孔介質(zhì)，在一定壓力梯度下，氣體和液體可以在煤體內(nèi)流動(dòng)。煤層透氣性是煤層對(duì)于瓦斯流動(dòng)的阻力，通常用透氣性系數(shù)表示。透氣性系數(shù)越大，瓦斯在煤層中流動(dòng)越容易。煤層透氣性系數(shù)在我國(guó)普遍使用的單位是 m2/()，其物理意義是在 1m 長(zhǎng)煤體上，當(dāng)壓力平方差為 1MPa2 時(shí)，通過(guò)1m2 煤層斷面，每日流過(guò)的瓦斯立方米數(shù)。 1m2/() 相當(dāng)于 （毫達(dá)西）。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定方法 煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定在我國(guó)廣泛采用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)提出的方法。這一方法是在煤層瓦斯向鉆孔流動(dòng)的狀態(tài)屬?gòu)较虿环€(wěn)定流動(dòng)的基礎(chǔ)上建立的。采用該法時(shí)按下列步驟進(jìn)行。 (1) 打鉆孔測(cè)定煤層瓦斯壓力 由石門(mén)或其他圍巖巷道向煤層打測(cè)壓鉆孔，鉆孔與煤層交角應(yīng)盡量接近 90度，鉆孔要打穿煤層全厚，孔徑不限。鉆孔打完后，清洗鉆孔，封孔測(cè)瓦斯壓力。封孔用的測(cè)壓管一般用直徑 810mm 的紫銅管；當(dāng)鉆孔瓦斯流量大時(shí)，測(cè)壓管應(yīng)選內(nèi)徑不小于15mm 的鋼管。為便于卸壓，在壓力表外端設(shè)卸壓閥門(mén)。當(dāng)壓力表讀數(shù)上升至穩(wěn)定的最高位時(shí)，即為煤層原始瓦斯壓力值。 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 三、煤層瓦斯基本參數(shù)及測(cè)定 1— 鉆孔； 2— 測(cè)壓管； 3— 壓力表； 4— 閥門(mén)；5— 流量計(jì)； 6— 封孔器； 7— 煤層 煤層透氣性測(cè)定方法示意圖 瓦斯研究分院 致力安全科技 提升生命保障 ( 2) 卸壓測(cè)定鉆孔瓦斯流量 打開(kāi)卸壓閥門(mén) ,卸除瓦斯壓力，記下卸壓時(shí)間，開(kāi)始排放瓦斯。測(cè)定鉆孔瓦斯流量的時(shí)間，應(yīng)在卸壓 1d 以后進(jìn)行，此時(shí)測(cè)量計(jì)算出的透氣性系數(shù)是流動(dòng)場(chǎng)煤層