XX矿煤层瓦斯压力测定实例

1、XXX矿10煤层瓦斯压力测定煤层瓦斯压力是研究煤层瓦斯流动和涌出的基本参数，也是煤与瓦斯突出的动力之一。煤层瓦斯压力的大小决定了煤层瓦斯含量的多少、瓦斯流动动力的高低以及瓦斯动力现象的瓦斯潜能大小。准确测定瓦斯压力对矿井有效而合理地制定防治瓦斯措施，预测预报煤与瓦斯突出危险性，确定防突方案等均具有十分重要的意义。1煤层瓦斯压力测定原理及封孔技术1.1 煤层瓦斯压力测定技术概述20世纪80年以前，国内外对煤层瓦斯压力的测定都是向煤层打钻孔，从钻孔中引出测压管，并用粘土、水泥砂浆、胶圈、胶囊等固体物封孔，直接用压力表读出煤层瓦斯压力值。这种方法在封孔段岩（煤）层坚硬致密的条件下是可以得到正确的瓦斯

2、压力值，但是当封孔段岩层为松软的砂岩或钻孔周围存在微裂隙时，封孔的固体物不能严密封闭钻孔周边的裂隙，因而易于漏气，封孔效果不理想，测出的瓦斯压力值低于煤层真实的瓦斯压力。这样会导致错误的技术判断，极易造成事故隐患。为解决这一技术难题，中国矿业大学周世宁院士提出了胶囊压力粘液封孔测定煤层瓦斯压力技术。其基本原理是：固体封液体，液体封气体。即在钻孔内封孔测压时，采用两个充高压液体的胶囊封孔，同时在两个胶囊之间充入具有一定压力的粘液，并保持粘液的压力始终高于测压室的瓦斯压力，粘液在压力作用下渗入钻孔周边裂隙，杜绝瓦斯的泄漏，从而使测出的瓦斯压力值接近煤层真实的瓦斯压力。本次测定即采用目前国内外先进的

3、M-型胶囊压力粘液封孔技术测定煤层瓦斯压力。为使测出的瓦斯压力值能代表煤层的原始瓦斯压力，要求测压地点应尽可能选在不受断层影响以及裂隙不发育的地区。1.2M-型瓦斯压力测定仪的原理及操作步骤M-型瓦斯压力测定仪的结构示意图见图1-1。其主要组成部分为：第一胶囊、乳化液管、粘液管、第二胶囊、瓦斯管及压力表、手动乳化液泵、手动粘液泵等。手动乳化液泵将乳化液压入第一和第二胶囊，使胶囊膨胀，密封钻孔；手动粘液泵将粘液压入两个胶囊之间，并向钻孔周边裂隙渗透，加强密封效果。瓦斯压力表显示瓦斯压力值。M-型瓦斯压力测定仪是目前较先进的封孔、测压仪器，为了保证该仪器的正确和安全使用，在使用过程中应遵守如下操作

4、规程：在井下正式测试之前，需在地面模拟钻孔中做耐压试验，试验压力应高于井下瓦斯压力0.51.0MPa。在地面试验中应认真观察整个测试系统是否可靠，发现情况异常或泄漏应及时查明原因，并予以排除；重点应保证胶囊充水后能及时膨胀，并且不漏水，以确保整个测试系统在井下安全可靠以及测定的数据准确。瓦斯入口（带过滤网）第 一 胶 囊第 二 胶 囊乳化液管瓦斯管乳化液管1瓦斯管图1-1 M-型瓦斯压力测定仪结构简图选择合适的测压地点，尽量垂直于煤层打钻，钻孔直径小于80 mm；否则，测压时会造成胶囊过度膨胀，易使胶囊破裂。当钻孔接近煤层后，停止钻进，待测压人员到达现场后，恢复钻进。向胶囊内压入的乳化液必须经

5、过过滤，且杂质粒度应小于1mm，以防管路堵塞。乳化液配比为：5%油，95%水。测压人员可事先在巷道内将封孔器装配好，待钻孔完工后，清除孔底钻屑，以提高密封效果，然后立即将封孔器送入钻孔。及时封孔可缩短测量时间。将测压仪放入钻孔预定位置后，利用手动乳化液泵将乳化液压力加至2.0MPa左右，然后检查胶囊是否膨胀并封住钻孔，检查时可用手拉一拉乳化液管，观察胶囊是否松动。倘若松动，则说明胶囊未膨胀，应先放出乳化液卸压，然后检查管路是否发生阻塞，并及时排除，确保胶囊及管路通畅之后方可使用。在测试中，胶囊内乳化液压力应高于预计瓦斯压力1.5MPa左右。稍后，用粘液泵将粘液压入两个胶囊之间的钻孔封孔段，并使

6、粘液压力高于瓦斯压力0.30.5MPa。为了加速瓦斯压力的上升，缩短测压时间，可向测压室充入高压氮气或二氧化碳气体。在操作时，工作人员不得面对测压仪，以防其突然冲出伤人。测压仪安装完备后，应将测压仪钢管用卡环固定在专用立柱上，以防测压时突然抛出。这一点很重要，因为胶囊反复使用后可能产生泄漏，使乳化液压力突然下降，如果没有固定测压仪的立柱，测压仪可能在瓦斯压力下突然抛出，造成事故。封孔以后，要定时观察和记录瓦斯压力、粘液压力和乳化液压力。如乳化液压力下降，应用泵增压，保证乳化液压力高于瓦斯压力1.5MPa，粘液压力高于瓦斯压力0.30.5MPa。如瓦斯压力连续3天无变化，则可认为这个稳定的压力值

7、就是煤层瓦斯压力。测压结束后，可以回收测压仪。注意：测压仪回收时，要严格按照操作程序进行，先释放瓦斯，再泄粘液，最后泄乳化液，以免出现危险。具体操作步骤如下：首先打开瓦斯压力表的阀门，将钻孔中的瓦斯放出。然后将手动粘液泵的卸压阀逆时针缓慢拧松，等粘液流出，直至粘液压力为0。再将手动乳化液泵的保险阀打开，将卸压阀逆时针缓慢拧松，直至乳化液压力为0。最后将测压仪从钻孔中取出，拆卸装箱。测压仪使用完后应及时清理，并擦干测压仪各部件，以防生锈。210煤层瓦斯压力测定结果为准确测定10煤层瓦斯压力，使测出的瓦斯压力值能够代表煤层的原始瓦斯压力，要求测压地点应选在不受断层影响和裂隙小的地区。据此，结合许岗

8、煤矿的现场实际条件和本课题的研究内容，共设计施工测压钻孔2个。分别为：-430m石门、-400m底板巷，如图2-1、图2-2（-430 m石门测压孔剖面图、-400 m底板巷测压孔剖面图）。2.1430m石门10煤层瓦斯压力测定结果此次在-430m石门处设计了施工测压钻孔，测定10煤层瓦斯压力。顺利封孔后观测期间，胶囊压力保持在3.03.5MPa，粘液压力保持在2.63.0MPa。经过7天的观察，瓦斯压力持续上升到了2.2MPa，并且连续2天保持稳定，如图3-2。图2-1图2-22.2-400m底板巷10煤层瓦斯压力测定结果此次测压在-400m底板巷处设计了施工测压钻孔，测定10煤层瓦斯压力。顺利封孔后观测期间，胶囊压力保持在3.03.5MPa，粘液压力保持在2.63.0MPa。经过7天的观察，瓦斯压力持续上升到了2.1MPa，并且连续2天保持稳定，如图3-3。3.3 10煤层瓦斯压力测定结果汇总表3-1 10煤层瓦斯压力测定结果汇