煤層瓦斯壓力的測定方法.doc

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1、煤層瓦斯壓力的測定方法《煤礦安全規(guī)程》要求，為了預防石門揭穿煤層時發(fā)生突出事故，必須在揭穿突出煤層前，通過鉆孔測定煤層的瓦斯壓力，它是突出危險性預測的主要指標之一，又是選擇石門局部防突措施的主要依據(jù)。同時，用間接法測定煤層瓦斯含量，也必須知道煤層原始的瓦斯壓力。因此，測定煤層瓦斯壓力是煤礦瓦斯管理和科研需要經(jīng)常進行的一項工作。測定煤層瓦斯壓力時，通常是從石門或圍巖鉆場向煤層打孔徑為50～75mm的鉆孔，孔中放置測壓管，將鉆孔封閉后，用壓力表直接進行測定。為了測定煤層的原始瓦斯壓力，測壓地點的煤層應(yīng)為未受采動影響的原始煤體。石門揭穿突出煤層前測定煤層瓦斯壓力

2、時，在工作面距煤層法線距離5m以外，至少打2個穿透煤層全厚或見煤深度不少于10m的鉆孔。測壓的封孔方法分填料法和封孔器法兩類。根據(jù)封孔器的結(jié)構(gòu)特點，封孔器分為膠圈、膠囊和膠圈—黏液等幾種類型。1．填料封孔法填料封孔法是應(yīng)用最廣泛的一種測壓封孔方法。采用該法時，在打完鉆孔后，先用水清洗鉆孔，再向孔內(nèi)放置帶有壓力表接頭的測壓管，管徑約為6～8mm，長度不小于6m，最后用充填材料封孔。圖1-17為填料法封孔結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-17填料法封孔結(jié)構(gòu)1—前端篩管；2—擋料圓盤；3—充填材料；4—木楔；5—測壓管；6—壓力表；7—鉆孔為了防止測壓管被堵塞，應(yīng)在測壓管前端焊

3、接一段直徑稍大于測壓管的篩管或直接在測壓管前端管壁打篩孔。為了防止充填材料堵塞測壓管的篩管，在測壓管前端后部套焊一擋料圓盤。測壓管為紫銅管或細鋼管，充填材料一般用水泥和砂子或粘土。填料可用人工或壓風送入鉆孔。為使鉆孔密封可靠，每充填1m，送入一段木楔，用堵棒搗固。人工封孔時，封孔深度一般不超過5m；用壓氣封孔時，借助噴射罐將水泥砂漿由孔底向孔口逐漸充滿，其封孔深度可達10m以上。為了提高填料的密封效果，可使用膨脹水泥。填料法封孔的優(yōu)點是不需要特殊裝置，密封長度大，密封質(zhì)量可靠，簡便易行；缺點是人工封孔長度短，費時費力，且封孔后需等水泥基本凝固后，才能上壓力

4、表。2．封孔器封孔法⑴膠圈封孔器法膠圈封孔器法是一種簡便的封孔方法，它適用于巖柱完整致密的條件。圖1-18為膠圈封孔器封孔的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-18膠圈封孔器封孔結(jié)構(gòu)示意圖1—測壓管；2—外套管；3—壓緊螺帽；4—活動擋圈；5—固定擋圈；6—膠圈；7—壓力表；8—鉆孔封孔器由內(nèi)外套管、擋圈和膠圈組成。內(nèi)套管即為測壓管。封直徑為50mm的鉆孔時，膠圈外徑為49mm，內(nèi)徑為21mm，長度為78mm。測壓管前端焊有環(huán)形固定擋圈，當擰緊壓緊螺帽時，外套管向前移動壓縮膠圈，使膠圈徑向膨脹，達到封孔的目的。北票礦務(wù)局臺吉礦在－550m水平西5石門用膠圈封孔器實測的10號

5、煤層瓦斯壓力高達8.1MPa。膠圈封孔器法的主要優(yōu)點是簡便易行，封孔器可重復使用；缺點是封孔深度小，且要求封孔段巖石必須致密、完整。⑵膠圈—壓力黏液封孔器法這種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，充入帶壓力的黏液。膠圈—壓力黏液封孔器的結(jié)構(gòu)如圖1-19所示。該封孔器由膠圈封孔系統(tǒng)和黏液加壓系統(tǒng)組成。為了縮短測壓時間，該封孔器帶有預充氣口，預充氣壓力略小于預計的煤層瓦斯壓力。使用該封孔器時，鉆孔直徑62mm，封孔深度11～20m，封孔黏液段長度3.6～5.4m。適用于堅固性系數(shù)不大于0.5的煤層。圖1-19膠圈—壓力黏液封孔器法的結(jié)構(gòu)1—補充氣

6、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；10—二氧化碳瓶；11—黏液；12—粘液罐這種封孔器的主要優(yōu)點是封孔段長度大，壓力黏液可滲入封孔段巖（煤）體裂隙，密封效果好。通過在陽泉、焦作和鶴壁等礦務(wù)局的實驗證明，該封孔器能滿足煤巷直接測定煤層瓦斯壓力的要求。實踐表明，封孔測壓技術(shù)的效果除了與鉆孔未清洗干凈，填料未填緊密，水泥凝固產(chǎn)生收縮裂隙，管接頭漏氣等工藝條件有關(guān)外，更主要取決于測壓地點巖體或煤體的破裂狀態(tài)。當巖體本身的完整性遭到破壞時，煤層中的瓦斯會經(jīng)過破壞的巖柱產(chǎn)生流動，這時所測得的瓦斯

7、壓力實際上是瓦斯流經(jīng)巖柱的流動阻力，因此，為了測到煤層的原始瓦斯壓力，就應(yīng)當選擇在致密的巖石地點測壓，并適當增大封孔段長度。