測(cè)定瓦斯壓力測(cè)定技術(shù)方案

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1、鞏義鐵生溝煤業(yè)有限責(zé)任公司15采區(qū)二1煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定技術(shù)方案編制單位：河南理工大學(xué)編制人：楊韶昆302013年09月28日技術(shù)方案會(huì)審表文件名稱鞏義鐵生溝煤業(yè)有限責(zé)任公司15采區(qū)二1煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定技術(shù)方案呈報(bào)單位鞏義鐵生溝煤業(yè)有限責(zé)任公司編制人負(fù)責(zé)人會(huì)審時(shí)間會(huì)審地點(diǎn)主持人會(huì)審意見部門會(huì)簽通防科河南理工大學(xué)技術(shù)科通風(fēng)副總工程師地測(cè)科鉆機(jī)隊(duì)機(jī)運(yùn)科30總工程師批示煤層瓦斯基本參數(shù)是煤層瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算、瓦斯涌出量預(yù)測(cè)、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、瓦斯抽放評(píng)價(jià)和煤礦瓦斯災(zāi)害綜合治理的基礎(chǔ)性參數(shù)。鞏義鐵生溝煤業(yè)有限公司是一年產(chǎn)量120萬噸的生產(chǎn)礦井。根據(jù)河南省煤炭工業(yè)局“豫煤安[2006]251號(hào)

2、”文件（2006年4月）批復(fù)，鐵生溝煤礦瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為高瓦斯礦井。礦井15采區(qū)為新開接替采區(qū)，目前，15采區(qū)三條巖石下山巷道已掘進(jìn)完成，為了采區(qū)安全生產(chǎn)，早期掌握該區(qū)瓦斯賦存情況，在揭煤前必須進(jìn)行煤層瓦斯含量、壓力及煤層透氣性系數(shù)等基本參數(shù)的測(cè)定工作。以期指導(dǎo)礦井安全生產(chǎn)工作，對(duì)采區(qū)揭煤和瓦斯抽放設(shè)計(jì)提供依據(jù)。為提高瓦斯基本參數(shù)準(zhǔn)確和精度，確保各項(xiàng)測(cè)定工作的順利進(jìn)行，特編制本方案。一、取樣鉆孔兼測(cè)壓孔布置按照煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MT/T638-1996中有關(guān)測(cè)壓鉆孔的要求，在具體選擇測(cè)壓孔位置時(shí)，應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、采動(dòng)等影響范圍，測(cè)壓孔見煤點(diǎn)與地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、采動(dòng)影響范圍至少要大于40m；同

3、一地點(diǎn)設(shè)2個(gè)測(cè)壓孔時(shí)，兩個(gè)測(cè)壓孔的見煤點(diǎn)的距離應(yīng)大于20m。根據(jù)以上要求并結(jié)合現(xiàn)有的巷道條件，本次測(cè)定取樣工作安排在15采區(qū)上、下車場(chǎng)內(nèi)，同一測(cè)點(diǎn)分別設(shè)置2個(gè)鉆孔，下山聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)設(shè)置2個(gè)鉆孔。本次測(cè)定工作計(jì)劃共布置6個(gè)取樣鉆孔，其中上下車場(chǎng)和中部聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)各設(shè)置1個(gè)測(cè)壓孔。開孔位置布置在距30巷道底板高度1.6m處，開孔仰角在35°～45°，與巷道走向夾角為90°。每個(gè)測(cè)點(diǎn)兩測(cè)點(diǎn)相距20米以遠(yuǎn)。由于采區(qū)內(nèi)煤層厚度變化較大，為保證取樣成功，決定在每個(gè)鉆孔中根據(jù)不同深度分別取2個(gè)煤樣。取樣位置在見煤1.5m和進(jìn)入煤層3m處。鉆孔開孔平面位置圖如圖1、鉆孔剖面圖見圖2所示。鉆孔布置參數(shù)見表1。表1鉆孔

4、布置參數(shù)表煤層厚度（m）水平仰角α(°)與巷道走向夾角(°)鉆孔見煤長(zhǎng)度（m）鉆孔長(zhǎng)度(m)538908.7515.75圖1鉆孔開孔平面位置圖30圖2鉆孔布置剖面圖以上6個(gè)鉆孔見煤后，利用取芯鉆，根據(jù)要求采取煤樣，然后將煤樣立即裝入特制的煤樣罐中進(jìn)行密封，并利用瓦斯解吸儀在現(xiàn)場(chǎng)解吸測(cè)定瓦斯解吸量；然后密閉后送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行殘余瓦斯含量的測(cè)定等瓦斯基本參數(shù)和工業(yè)分析。具體參數(shù)測(cè)定有：煤體的破壞類型、瓦斯壓力、瓦斯含量、吸附常數(shù)、瓦斯放散初速度、煤體堅(jiān)固性系數(shù)等瓦斯基本參數(shù)。二、瓦斯基本參數(shù)測(cè)定方法為了安全生產(chǎn)，需要在采區(qū)石門揭煤以前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)瓦斯壓力測(cè)壓和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行煤的瓦斯基本參數(shù)測(cè)定，并結(jié)合煤層

5、的賦存的實(shí)際情況，綜合分析煤的瓦斯突出危險(xiǎn)性，為下一步采區(qū)揭煤措施提供科學(xué)依據(jù)。1、煤的堅(jiān)固性系數(shù)（f）測(cè)定30煤的堅(jiān)固性系數(shù)（f）是一個(gè)相對(duì)指標(biāo)，反映煤的力學(xué)性質(zhì)，建立在脆性材料破碎遵循面積力能說的基礎(chǔ)上。一般地，當(dāng)f＜0.5時(shí)有突出危險(xiǎn)；f＞1.2時(shí)，無突出危險(xiǎn)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》。測(cè)定煤的堅(jiān)固性系數(shù)（f）采用落錘法測(cè)定，測(cè)定器具為搗碎筒和計(jì)量筒，測(cè)定步驟如下：（1）儀器設(shè)備搗臼，計(jì)量筒，分樣篩(孔徑0.5mm、lmm、3mm、20mm、30mm各一個(gè))，天平(量程1000g，感量0.5g)，漏斗，容器和小錘(2.4kg)。（2）測(cè)定步驟：①在煤層厚度的上、下部各采集直徑為100mm

6、煤兩塊，重量約1.5～2.0kg，用塑料袋密封,作好標(biāo)記送實(shí)驗(yàn)室。②將井下煤樣用手工破碎成20～30mm粒度的煤樣，分成50g一份，每5份為一組（250g），共需3組（750g）。③將每份煤樣放入搗碎筒內(nèi)后，把2.4kg的重錘提高到600mm高度并使之自由落體，每份煤樣落錘沖擊3次。④每組煤樣搗碎后，經(jīng)過篩分，把粒度為0.5mm以下的粉煤倒入計(jì)量筒內(nèi)，輕輕敲打使之密實(shí)，插入具有刻度的活塞尺，量出粉煤高度L。⑤按下式計(jì)算每組煤的堅(jiān)固性系數(shù)f值：f=20n/L式中，f為煤的堅(jiān)固性系數(shù)，n為每次試樣的沖擊次數(shù)，L為試樣的篩下粉煤計(jì)量高度，mm。（6）3組煤所測(cè)f值的算術(shù)平均值即為測(cè)定地點(diǎn)煤樣的堅(jiān)固

7、性系數(shù)。2、煤的瓦斯放散初速度（△P）測(cè)定30它是表示瓦斯從煤體內(nèi)放散出來快慢的相對(duì)指標(biāo)，能反映煤的孔隙結(jié)構(gòu)和微觀破壞程度。一般情況下，ΔP≥10時(shí)有突出危險(xiǎn)，ΔP＜10時(shí)無突出危險(xiǎn)。瓦斯放散初速度測(cè)定需要用專用的△P測(cè)定儀在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，主要測(cè)定步驟為：(1)在新暴露煤壁面采取煤樣250g，并注明采樣地點(diǎn)、層位、采樣時(shí)間等。(2)將所采煤樣進(jìn)行粉碎，篩分出粒度為0.2～0.5mm的煤樣，每一個(gè)煤樣取2個(gè)試樣，