煤层瓦斯基础参数测试报告

煤层瓦斯含量测 煤样现场解吸瓦斯量测 测点布 测定方 煤样损失瓦斯量计 煤样残余瓦斯含量测 煤层瓦斯含量实测值计 煤样吸附常数测 测定原 测定方 测定结 煤的视相对密度测 测定原 测定方 结果计 测定结 煤的对密度测 测定原 测定方 结果计 测定结 煤的孔隙率计 煤的坚固性系数测 测定原 测定器 测定步 坚固性系数的计 测定结 煤的瓦斯放散初速度指标测 测定方法 测定方法 测定结 煤层瓦斯压力测 直接测定 测定原 测定方 测定结 间接测定 测定方 测定结 瓦斯抽采半径测 测点布 测定方 瓦斯抽采半径测 3号煤层抽采半径测 4号煤层抽采半径测 百米钻孔瓦斯流量及钻孔流量衰减系数测 测点布 测定方 瓦斯流量观 煤层透气性系数测 计算公 测定与计算步 测定结 m3/tml/g。煤层瓦斯含量也可用单位质量纯煤（除去煤中水分和灰分）的瓦斯体积表示，单位为m3/t·r。突出性的重要参数之一，准确测定煤层瓦斯含量非常重要。测点布36个测点，45111–1表 煤层瓦斯含量测点参数测点1#600m2#3311巷130m3#3巷370m4#10m5#33313巷6#——7#——8#——9#333K350m10#20m12#13#4334051100m处1400m100m14#15#3409巷150m16#测 3411工作 材料 右帮距3409运巷150m测定方1–1软软吊针刻量煤样排水底图 瓦斯解吸仪及煤样罐示意的是计算煤屑后至装入煤样罐前的损失瓦斯量，为计算瓦斯含量奠定基础φ42mm10样罐接取260~300g煤屑。采样结束后，快速将罐盖拧紧，以防瓦斯。煤样损失瓦斯量计将瓦斯解吸量换算为标准条件积，公式如下V0

w1.01325105273.2w

Ps

式中V0—换算为标准状态下的气体体积，ml；Pa—大气压力，1.01325×105tw—量管内水温，℃。现场测试时，tw=23hw—量管内水柱高度Ps—tw下饱和水蒸汽压力，Pa。tw=23℃时，Ps=2810.99Pat0是煤样在钻孔内解吸瓦斯时间与其在地面空气中解吸瓦斯时间之和，根据现场经验，t02min。T0t0T0=t0+tt0损失瓦斯量可用图解法求得如图1–2所示即以V0t0t0t0

图 煤样损失瓦斯量计算曲线 V0760(273.2t)(PW

式中t（℃V0′—换算成标准状态下气体体积W′—t下饱和食盐水的饱和蒸汽压力，mmHgG；然后放入罐式磨煤机中进行时间约1~2h煤样中80%以上的粉末小于0.25mm，6h（1–2）VV"

0式中V0V"VX G

式中X—煤样的瓦斯含量，ml/g1V—12V—2G—煤样的重量，g1–2。表 贺西矿3、4号煤层瓦斯含量测定结果 煤 原

测井下解损残重瓦斯含瓦斯含000000000000本次测定煤样吸附常数a、b值，采用TerraTek公司生产的IS–100型气体等温吸附解吸仪。其原理为：从现场的煤样（煤芯或煤层刚的新鲜煤样0.2~0.25mm84g煤样，首先进行干燥处理，再模2%，在充气和排气过程中，已将煤样中的瓦斯及其煤的吸附常数的测定在理工大学瓦斯地质的等温吸附仪0.2~0.25mm30℃下，放入吸附缸煤样吸附常数a、b2–1表 煤样吸附常数测定结果吸附常 b/MPa-1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#12#13#14#15#16#20℃时，煤（含煤中的孔隙）的质试（1）优质蜡：50~60（2）十二烷基硫酸钠C12H25NaSO4；化学纯，0.1%水溶液仪器设60万能电炉：500~600恒温水浴器：可恒温200g0.1水银温度计：0~1000.5网匙：3×3mm塑料布：300×300mm测定步10~13mm20~30g1mm筛子上0.0002g（G1g（G20.1%2/3处。盖塞摇荡或用手指轻敲密度瓶，使煤粒充分浸润至表面不附着气泡，再加0.1%1cm处。置于恒温器中，在（20±0.5）℃下1h。也可在室温下记下溶液温度。，用吸液滴管滴加溶液至瓶口塞紧瓶塞，使过剩的水溶液从瓶塞的毛细，g（G30.1%十二烷基硫酸钠溶液，操作同前。称g（G4G2G4G3

G2G1

D

Dw 式中γ—20Ds—石蜡的密度Dr—twD20201.00000g/cm3w测定结3–11#2#3#4#5#6#7#8#9#10#12#13#14#15#16#煤的对密度测煤的对密度是在20℃时煤的质量与同温度同体积（不包括煤的内外表气体，根据煤样排出的同体积的纯水质量计算出煤的对密度。方法要用十二烷基硫酸钠煤样，在水溶中煮沸以排除吸附的气体，冷却，20℃恒温，称量，计算出对密度试十二烷基硫酸钠C12H25NaSO4，化学纯，2%水溶液仪器设5010水银温度计：0~500.20.1测定步0.2mm2g，精确至±0.0002g，通过无颈漏用移液管向密度瓶中注入2%的十二烷基硫酸钠溶液3ml，并注意将瓶上附着的煤粒冲入瓶中，轻轻转动密度瓶，并放置15min使试样。然后沿瓶壁25ml20min，以排除吸附的气体。1cm处并冷至室温。（℃20℃或室温蒸馏水至瓶口，盖上瓶塞，使过剩加水盖塞m1。m2。在恒温的条件下，应每月测空白值一次，同一密度瓶重0.0015g。

d m2md

式中d—干燥煤的对密度md—干燥煤样质量m2—密度瓶，浸润剂及水的质量m1—密度瓶，浸润剂，煤样及水的质量，g测定结煤的对密度测定结果见表4–1表 煤的对密度测定结果煤煤 1#测 2#测 3#测 4#测 5#测 6#测 7#测 8#测 9#10#12#13#14#15#16#cm3/cm3、m3/m3、cm3/g、m3/t式中K—煤的孔隙率，m3

Kdd

5–11#2#3#4#5#6#7#8#9#10#12#13#14#15#16#n次方成正比”，即最近试验表明，n1

AS

D2S 2

DqDh 1AK D

q式中K—比例常数，与物料的强度（坚固性）有关。K i1式中i＝Dq/Dh，i称为破碎比，i＞1由式（6–4）A料坚固性有关的常数K与破碎比有关，即破i越大，K值越大，反之亦然。在煤与瓦斯突出性预测过程中经常需要测定这一参数采用落锤破碎抵抗外力破坏的能力就越大，就难以发生瓦斯突出现象。6–16–1本次测定所用器具有煤样测定破碎筒，0.5mm筛孔的筛子直径为23的量筒以及煤样质量计量器具等。煤的坚固系数测定装置如图6–1所示（1）从现场的煤样中选取粒度为20~30mm的小煤块，分成5份，50g76mm600mm2.4kg600mm高度，使其自由落下冲击试样，每份35份捣碎后的试样装在同一容器中；把每组（5份）0.5mm的分样筛中筛分，；l≥30mmn3次，按以上步骤继续进行其它各组l＜30mm时，第一组试样作废，每份试样冲击次数n改为5次，按上述5l。

f20n

式中f—n—l—每组试样筛下煤粉的计量高度，mm3组（5份mm，可采取粒度为1~3mm的煤样按上述要求进定，并按下式换算：f1~3＞0.25时，f＝1.57f1~3≤0.25式中f1~3—1~3mm在对各地点所采煤样进行了煤的坚固性系数测试，见6–11#2#3#4#5#6#7#8#9#10#12#13#14#15#16#反映了含瓦斯煤体放散瓦斯的快慢程度。Δp的大小与煤的瓦斯含量大小、孔隙测定方法仪器设备及用7–1图 瓦斯放散指数Δp测定甲烷瓶（95％；分样筛（0.2mm、0.25mm各一个测定步煤样脱气。打开开关10，扭转测杯的玻璃塞，使通路与套筒上玻41.5h。煤样充气。扭转测杯玻璃塞，使通路与管口5相通，甲烷从瓦斯0.1MPa1.5h。10打开数秒钟，把自由空间和水银压力计空间抽真空后10。8使测杯内煤样与水银压力计相通。当水银柱面开始变化时，立刻开动秒表，10秒钟时把玻璃塞扭至中间位置（即切断测杯与水银压力p1（mmHg中立位置35s，即第45s时把玻璃塞扭转到使测杯与水银压力计相通位置15s。在第60s时停止秒表，把玻璃塞拧到中立，再次读出水银压力计两面之差p2（mmHgpp2

同一煤样的两个试样测出Δp值之差不应大于1，否则需要重新进定测定方法7–2试结果进行了验证，两种方法接近。图 WT–1型瓦斯扩斯速度测试系在对各地点所采煤样进行了煤的瓦斯放散初速度测试见7–1测点1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#12#13#14#15#16#直接测定测定原测定方1047–2007测定地点的选，测压钻孔应避开含水层、溶洞测压钻孔与其距离不小于50m，人为卸压影响范围，测压钻孔与其距离不小于50m。选择测压地点应保证测压钻孔有足够的封孔深度（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20m按《防治煤与瓦斯突出细则》的有关规定进行。测定钻孔施钻孔直径宜为φ65~95mm钻孔的开孔位置应选在岩石（煤壁）1.5~3m。钻孔施工好后，应立即用压风或清水钻孔，清除钻屑，保证钻孔测定钻孔封24h8–1所示，在完成封孔工作24h后进定工作。图 注浆封孔测压封孔示意数据观测定结1.5m44号煤层瓦斯压力。3号煤8–1。表 瓦斯压力测定结果煤 孔 测定地 地面标高 见煤标高 埋深 瓦斯压力新3新间接测定测定方X1

100Aad

式中X—K—煤的孔隙率，m3/m3；，t/m3测定结利用式（8–18–2表 煤层瓦斯压力间接法测定数据1#2#1#2#3#4#35#6#7#8#9#10#12#413#14#15#16#

形成以钻孔中线为的类似圆形的抽放影响圈抽放影响圈的半煤层瓦斯压力与孔底负压之差不足以克服深部煤体瓦斯运移到钻孔的阻力时为本次瓦斯抽采半径测定在33K1巷3409材料巷进行钻孔布置如图迎迎头 预抽孔 抽放钻1#瓦斯流量测试钻 2#瓦斯流量测试钻①、②号孔瓦斯流量测试钻孔，孔径94mm，孔深分别为90m、93m，+8°，③~⑥号孔为抽采半径测试用钻孔，孔径94mm，孔40m，+8°。预抽孔按矿方现行设计进行（a）33K1掘进机掘进机活动范预抽2#瓦斯流量测试钻1#瓦斯流量测试钻 ①、②号孔瓦斯流量测试钻孔，孔径94m，孔深分别为102、82，-3，③⑥号孔为抽采半径测试用钻孔，孔径94m，孔深50，-3。预抽孔按矿方现行设计进行。（b）3409图 瓦斯抽采半径及瓦斯流量测定钻孔布置9–1采用聚氨酯对③~⑥号钻孔封孔，封孔长度8m，封孔管选用4′1min测定一次，每一测30min。在④、⑤号测试孔之间施工与之平行的预抽孔，孔径94mm，孔深100m。在打钻过程中，记录孔长、方位角、时间和各测试钻孔瓦斯流量的变化8m30min。2h如果连续3次测定测试孔的瓦斯流量都比打预抽钻孔前增大10%，即瓦斯抽采半径测3号煤层抽采半径测33K1巷各测试孔在预抽钻孔施工前的瓦斯流量数据见表9–1~表9–4表 33K1巷③号测试孔预抽前瓦斯流量观测数据时间流量时间流量0123456789表 33K1巷④号测试孔预抽前瓦斯流量观测数据时间流量 时间 流量0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 平 33K1巷⑤号测试孔预抽前瓦斯流量观测数据时间流量 时间 流量0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 表 33K1巷⑥号测试孔预抽前瓦斯流量观测数据时间流量时间流量012345678933K1巷各测试孔在预抽钻孔预抽瓦斯后的瓦斯流量数据见表9–5~9–8表 33K1巷③号测试孔预抽后瓦斯流量观测数据时间流量时间流量023456789表 33K1巷④号测试孔预抽后瓦斯流量观测数据时间流量 时间 流量0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 平 33K1巷⑤号测试孔预抽后瓦斯流量观测数据时间流量 时间 流量0 1 2 3 4 5 6 7 89表 33K1巷⑥号测试孔预抽后瓦斯流量观测数据时间流量时间流量012456789表 33K1巷测试孔预抽前后瓦斯流量对比变化幅度③④⑤⑥9–9可以看出，④~37m4号煤层抽采半径测表 时间流量时间流量0123456789表 时间流量时间流量0123456789表 时间流量时间流量02456789表 时间流量时间流量0024567893409材料巷各测试孔在预抽钻孔预抽瓦斯后的瓦斯流量数据见表9–14~9–17表 时间流量时间流量0123456789表 时间流量时间流量0123456789表 时间流量时间流量0123456789表 时间流量时间流量00123456789表 变化幅度③④⑤⑥~46.95m本次百米钻孔瓦斯流量及钻孔流量衰减系数测定在33K1巷3409材料巷进点布置如图9–1所示。φ94mm，使用聚氨酯封孔，封孔长度8m，封孔管选用4分。详细记录t1q1（1dmint2时间（10d以后）q2，因钻孔瓦斯流量按负指数规律衰减，则1q12t22t2

式中α—钻孔流量衰减系数，d-q1—t1q2—t2t1、t2—q1、q2的时间，d01et式中Qt—钻孔累计排放瓦斯量，m3；QJ—钻孔极限排放瓦斯量，m3

1）33K1巷瓦斯流33K1巷①、②号钻孔瓦斯流量测试数据见表10–1、表10–2表 3