郑煤集团瓦斯压力测定规范

1、煤层瓦斯压力测定技术规范 ZMAQ*2014ZMAQ郑州煤炭工业（集团）有限责任公司企业标准ZMAQ *2014郑州矿区“三软”煤层复杂地质条件煤层瓦斯压力测定技术规范2014-*-*实施2014-*-*发布郑州煤炭工业（集团）有限责任公司 发布前 言本标准全部内容为强制性条文。本标准由郑州煤炭工业（集团）有限责任公司提出。本标准由郑州煤炭工业（集团）有限责任公司技术中心归口。本标准起草单位：郑州煤炭工业（集团）有限责任公司通风管理部、郑州煤炭工业（集团）有限责任公司工程技术研究院、焦作市美格安矿业科技有限公司。本标准主要起草人：本标准由郑州煤炭工业（集团）有限责任公司技术委员会审核批准。XI

2、1 范围本标准规定了煤层瓦斯压力井下测定方法、仪表设备、钻孔施工方法、注浆封孔工艺、注浆堵漏工艺、数据处理方法、煤层瓦斯压力的确定方法等。本标准适用于郑州矿区“三软”煤层复杂地质条件上行穿层钻孔井下直接测定煤层原始瓦斯压力。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。AQ/T10472007 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法GB/T18997.22003 铝塑复合压力

3、管第二部分：铝管对接焊式铝塑管GBT 8163 输送流体用无缝钢管JJG 52 工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力表检定规程防治煤与瓦斯突出规定（2009）3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。3.1 煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力为瓦斯在煤层中所呈现的压力，单位为MPa。如无特指，煤层瓦斯压力均为相对压力。3.2 煤层原始瓦斯压力煤层原始瓦斯压力是指煤层未受采动、瓦斯抽采及人为卸压等影响处的煤层瓦斯压力，单位为MPa。3.3 煤层瓦斯压力井下直接测定方法指在煤矿井下通过测定钻孔及相应测定方法直接测量煤层瓦斯压力的过程（简称测压）。3.4 高低位双管测压方法高低位双管测压方法是在测压钻

4、孔内布置两根测压管，高位管紧顶钻孔底部，低位管比高位管低2.5m左右。根据高低位测压管的含水情况和压力表读数确定煤层瓦斯压力：（1）当高低位测压管均不含水时，表明钻孔不含水，压力表读数即为测定的瓦斯压力；（2）当低位管含水而高位管不含水时，表明钻孔内未充满水，高位管压力表读数即为测定的瓦斯压力；（3）当高低位测压管均含水时，表明钻孔被水充满，压力表读数不能代表测定的瓦斯压力值，测压结果报废；（4）同一钻孔取读数较大的压力数据作为该钻孔的瓦斯压力测定结果。4 测定方法 根据现场情况和测压工期要求，可选择主动测压法或被动测压法。4.1 主动测压法在钻孔预设测定装置和仪表并完成密封后，通过预设装置向

5、钻孔揭露煤层处或测压气室充入一定压力的气体，从而缩短瓦斯压力平衡所需时间，进而缩短测压时间的一种测压方法。补偿气体用于补偿钻孔封孔前钻孔释放的瓦斯，可选用氮气（N2）、二氧化碳气体（CO2）或其他惰性气体。采用主动测压时，只在第一次测定时向测压钻孔冲入补偿气体，补偿气体的充气压力宜为预计的煤层瓦斯压力的0.5倍。4.2 被动测压法测压钻孔密封后，利用被测煤层瓦斯向钻孔揭露煤层处或测压气室的自然渗透作用，达到瓦斯压力平衡，进而测定煤层瓦斯压力的方法。采用被动测压法时，不进行气体补偿。5 测定用设备、材料、仪表及工具5.1 一般设备、材料、仪表及工具5.1.1 钻孔施工设备施工钻孔用的钻机能力应满

6、足测压钻孔长度的要求。5.1.2 注浆设备用于底板岩层预注浆堵漏防水时，注浆泵注浆压力不小于4MPa。用于注浆封孔时，注浆泵注浆压力不小于2MPa。5.1.3 浆液搅拌桶 用来搅拌封孔材料浆液，容积不小于400L。5.1.3 放水器放水器为一段长度0.50.8m的铝塑管，其材质型号与导气测压管相同，其两端装有公称压力2.5MPa的球阀，与导气测压管相连，用来释放钻孔中的水压。5.2 仪表5.2.1 压力表压力表量程为预计煤层瓦斯压力的1.5倍，准确度优于1.5级，必须符合JJG52的规定。空盒气压计，必须符合QX/T26的规定；高低位双管安装同一厂家同一型号规格的经过计量检定的压力表。5.3

7、材料5.3.1 注浆材料 采用膨胀速凝水泥，按说明书配制水泥浆。5.3.2 导气测压管选用GB/T18997.2200316×2.3mm 作冷水输送用的XPAP1XPAP2铝管对接焊式铝塑管（用途代号L，允许工作压力2.0MPa，）或GBT8163199916×2 mm输送流体用无缝钢管（牌号10，承受内压12MPa）。5.3.3 囊袋式注浆封孔器囊袋式注浆封孔器用来密封测压钻孔，主要由注浆管、单向阀、爆破阀、布囊袋、堵头等组成，承受注浆压力不小于2MPa。囊袋式注浆封孔器的长度根据岩孔长度设定，第一个囊袋位于钻孔煤岩分界处，第二个囊袋位于距孔口11.5m范围内。5.3.4

8、 注浆封孔测压装置 注浆封孔测压装置由囊袋式封孔器、高位测压管、低位测压管、压力表和放水器组成，用来注浆封孔和测定瓦斯压力，其结构示意图如图5-1所示。1-阀门；2-压力表；3-高位测压管；4-低位测压管；5-接头；6-注浆管；7-单向阀；8-布囊袋；9-爆破阀；10-堵头；11-钢管丝扣；12-2mm小孔图5-1 注浆封孔测压装置结构示意图测压管采用16×2 mm不锈钢管或16×2.3mm铝塑管，顶部100mm范围内设有1020个2mm的小孔。5.3.5 注浆管注浆管用来对测压钻孔注浆堵漏防水，为长度2m、直径16mm的铝塑管，底端安设有高压阀门。5.3.6 返浆管对测压

9、钻孔注浆堵漏时使用，为直径16mm的铝塑管，长度根据钻孔深度设定，一端直达钻孔底部、另一端露出孔口0.5m即可。5.3.7 聚氨酯用来固定注浆管和返浆管，每个底板预注浆钻孔需12Kg。5.4 工具管钳、扳手、剪刀、皮尺、水桶、螺丝刀、锯条、高压气瓶等。6 测压地点选择测压地点的选择原则如下：（1）测压地点应优先选择在石门或岩巷中，选择岩性致密的地点，且无断层、裂隙等地质构造处布置测点，其瓦斯赋存条件状况要具有代表性。（2）测压钻孔应避开含水层、溶洞，并保证测压钻孔与其距离不小于50m。（3）对于测定煤层原始瓦斯压力的测压钻孔应避开采动、瓦斯抽采及其他人为卸压影响范围，并保证测压钻孔与其距离不小

10、于50m 。（4）选择测压地点应保证测压钻孔有足够的封孔深度（穿层钻孔必须封堵至煤岩交接处，顺层钻孔封孔深度穿过巷道松动圈不小于5m之外，封孔段长度不小于10 m），采用注浆封孔的上向测压钻孔倾角应不小于5°。（5）同一地点应设置两个测压钻孔，其终孔见煤点或测压气室应在相互影响范围外，其距离除石门测压外应不小于20m 。石门揭煤瓦斯压力测定钻孔的布置按防治煤与瓦斯突出规定的有关规定进行。（6）测压地点宜选择在进风系统，行人少且便于安设保护栏栅的地方。7 钻孔预注浆堵漏（1）按照测压钻孔设计参数选好开孔位置后，选用89133mm钻头钻进至距煤层0.5m处停止，退出钻杆并将孔内碎渣扫净。

11、钻机保持原位不动，以便按注浆钻孔原位透孔，施工注浆钻孔。图7-1 注浆钻孔施工（2）将返浆管插入钻孔底部，并插入一根长2m的注浆管，在孔口用毛巾、聚氨酯、木楔等将注浆管和返浆管固定牢靠。图7-2 注浆管返浆管安装固定（3）根据钻孔参数和容积估算出注浆量，按比例配制好浆液，连接注浆泵，打开阀门进行注浆。（4）在注浆过程中，观测返浆管的出浆情况；当返浆管出浆后，立即关闭返浆管阀门。（5）关闭返浆管阀门后，继续注浆，并保持注浆压力4MPa连续注浆不少于30min。然后关闭注浆管阀门，停止注浆，凝固时间不少于24h，为测压钻孔施工做准备。图7-3 注浆钻孔注浆8 测压钻孔的施工及封孔8.1 准备工作测

12、压钻孔施工前应做好如下准备工作：（1）将注浆材料、封孔泵、搅拌桶准备好并运送到测压地点；（2）将封孔器、高低位测压管、注浆管、返浆管准备好并运送到测压地点；（3）准备好必要的工具、仪表、材料等，装入工具包内，随时带入井下。8.2 测压钻孔施工及封孔（1）注浆钻孔注浆完成24h后，方可按原位透孔，施工7589mm的测压钻孔，进入煤层3m后停止钻进，清理孔内煤渣；图8-1 原位透孔施工测压钻孔（2）按图5-1将封孔测压装置连接捆绑一体；（3）封孔测压装置在钻孔内的位置如图8-2所示，第一个囊袋置于钻孔煤岩交界处，第二个囊袋距离测压钻孔孔口11.5m；图8-2 测压封孔装置在钻孔内的安装位置（4）根

13、据注浆封孔器囊袋之间的钻孔容积大致计算封孔所需注浆液，按设定比例配制好注浆液，搅拌均匀；（5）将注浆封孔器注浆管和注浆泵连接，启动注浆泵；（6）待钻孔注浆量接近估算量时，注意观测注浆泵压力变化情况，当注浆泵压力持续上升、注浆困难、测压管抖动时，说明钻孔中浆液已注满，结束注浆。图8-3 测压钻孔注浆完工（7）注浆结束后，在高位测压管上安装压力表，低位测压管上安装压力表、放水器，进入瓦斯压力观测阶段。1-高位测压管；2-低位测压管；3-布囊袋；4-爆破阀；5-注浆管；6压力表；7阀门图8-4 注浆完成后安装压力表放水器9 瓦斯压力观测与测定结果的确定9.1 观测采用主动测压法时应每天观测一次压力表

14、，被动测压法时应2d观测一次压力表。（1）采用主动测压法，当煤层瓦斯压力小于4MPa时，其观测时间需510d；当煤层瓦斯压力大于4MPa时，则需1020d。（2）采用被动测压法时，则视煤层瓦斯压力及透气性大小的不同，其观测时间一般需2030d以上。（3）在观测中发现瓦斯压力值在开始测定一周内变化较大时，则应适当缩短观测时间间隔。观测结果记录表见附表C。9.2 测定结果的确定采用高低位双管测压方法时，其最终测定结果的确定遵循以下原则：（1）将观测结果绘制在以时间（d）为横坐标、瓦斯压力（MPa）为纵坐标的坐标图上，当观测时间满足主动式测压法观测周期7d，被动式测压法观测周期20d，且压力变化在3

15、d内小于0.015MPa，测压工作即可结束；否则，应延长观测时间；（2）观测工作结束后，进行卸压拆表，并做好记录工作；卸压前，先观测记录高低位测压管压力表的读数；开始卸压时，首先打开高位测压管的阀门进行放气，并收集测量积水情况，当高位测压管压力表读数为零且无积水流出时，观测记录低位测压管的压力表读数；最后打开低位测压管阀门进行放水，并收集测量积水情况。（3）瓦斯压力测定结果的确定如高低位测压管中均无积水，则表明钻孔内无积水，取二者读数较大的作为该钻孔的瓦斯压力测定结果；如高位测压管中无积水、而低位测压管中有积水，则表明钻孔内虽有积水但未充满钻孔，取高位测压管测压表读数作为该钻孔的瓦斯压力测定结

16、果；如高位测压管中有积水，则表明积水充满整个钻孔，测压结果按作废处理；同一测压地点以最大瓦斯压力测定结果作为最终瓦斯压力测定结果。附表A高低位双管测压方法单孔封孔测压所需设备材料明细表序号名称型号、规格数量用途备注1不锈钢管（高位测压管）16×2 mm17m导气每根1m、丝扣连接2铝塑管（高位测压管）16×2.3 mm4.5m导气伸出孔口1.5m3铝塑管（低位测压管）16×2.3 mm22m导气伸出孔口1.5m4铝塑管（注浆管）16×2.3 mm2m注浆一端带阀门5铝塑管（返浆管）16×2.3 mm20.5m返浆一端带阀门6放水器16×2.3 mm0.5m放水两端带球阀7囊袋注浆封孔器1套封孔8铝塑管三通2个连接装表9管接161套连接钢管铝塑管连接10压力表精度1.5级2只测压11注浆封孔材料膨胀速凝水泥100Kg注浆堵漏12注浆封孔材料膨胀速凝水泥60Kg注浆封孔注：测压钻孔按煤孔长度3m、岩孔长度17m、直径75mm设计，注浆钻孔按94mm设计，水泥浆按1.2:1设计。附表B高低位双管测压方法封孔所需工具耗材明细表序号名称型号、规格数量用途备注1工具包1个2活扳手2002只3手工锯条300mm32齿1根4管钳200×25mm2把5螺丝刀2×75mm1把6胶带若干7生料带若干