顺煤层精确测瓦斯压力法(1).doc

顺煤层精确测瓦斯压力法 祁南矿隶属淮北矿业集团公司.下石盒子组和上统上石盒子组.10煤层为矿井主要可采煤层.10煤层为高瓦斯煤层.72煤层为突出煤层.两组之间距离为3040m之间.钻孔的开孔位置均选择在岩. 摘要针对目前通常采用的瓦斯压力测定法遇到含水量大煤岩层时难以精确测定瓦斯压力这一难题,笔者提出了放水测瓦斯压力方法,并改进了钻孔封孔工艺,通过在祁南矿多个地点的成功试验与应用,总结出了一套精确测定含水量大钻孔瓦斯压力的方法。 关键词突出煤层 含水 瓦斯压力 封孔 放水测定 0 引言 煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力,也是煤体瓦斯含量多少的标志。准确获取煤层原始瓦斯压力是有效开展瓦斯预测和防治工作的重要技术保障,有着极其重要的意义。但是目前通常采用的瓦斯压力测定法,在遇到含水量大的煤岩层时,受静水压的影响,测定的结果偏差很大。基于此,为了提高煤层瓦斯压力的测试精度,笔者在祁南矿716底板抽放巷、726底板抽放巷及34下采区测压过程中,针对区域内构造、裂隙发育、含水丰富的特点,尝试了放水测瓦斯压力,并改进了钻孔封孔工艺。现场试验和应用结果表明,使用该工艺可以很好地封堵与测压钻孔沟通的渗水裂隙,保证测压过程的顺利和成功,并最终获取了比较准确、可靠的煤层瓦斯压力。 1 矿井概况 祁南矿隶属淮北矿业集团公司,位于宿南向斜转折端,含煤地层属二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组,可采或局部可采煤层10层,分为上、中、下三个煤组,自上而下依次为上煤组23、32煤层,中煤组61、62、63、71、72、8和9煤层,下煤组10煤层,可采煤层平均总厚度为16.84m,其中32、72、10煤层为矿井主要可采煤层。32、10煤层为高瓦斯煤层市场营销论文,71、72煤层为突出煤层,高瓦斯、突出煤层占矿井可采储量的85.8。煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高,治理难度大,严重威胁着我矿的安全生产。 2 测压试验过程 2.1 测压钻孔设计 选取测压地点时,为了最大限度反应煤层原始状态下的瓦斯压力,需遵循以下原则 2.1.1 煤层致密完整、无破碎,50m范围内无断层和大的裂隙; 2.1.2 如果必须在断层、裂隙带或破碎带地段施工测压孔时,首先必须对测压孔周围50m范围内注水泥浆或其它封堵材料,封堵围岩裂隙; 2.1.3 岩层无淋水,岩柱垂高至少大于10m;目标煤层周围无采空区,尽量选取近几年开拓的岩石巷道; 2.1.4 如果选取顺煤层施工测压孔,钻孔长度不小于40m,选取构造简单,有利于施工的最近开掘的煤巷。 此次测压试验,选取了101东翼轨道大巷、725底板抽放巷及34下轨道巷三个地点,每个试验地点设计两组测压钻孔,两组之间距离为3040m之间,每组为两个测压钻孔,孔间距2.5m。钻孔的开孔位置均选择在岩石比较完整的位置。 2.2 钻工施工 钻孔施工应严格按设计钻孔参数进行,西医学论文并保证钻孔平直、孔形完整,穿透被测煤层。在钻孔施工中,应准确记录钻孔参数、钻孔见煤深度,煤层厚度,以及钻孔开孔时间、见煤时间及结束时间。 遇含水层或破碎带时可采用如下钻孔施工工艺 2.2.1 选好开孔位置后,选用Ф113mm钻头钻进56m深停止,退出钻杆。 2.2.2 扫净孔内岩屑后,将Ф108mm带法兰盘的孔口管送进孔内,孔口管露出钻孔外长度100～300mm左右为宜。 2.2.3 先用木楔、棉纱、快干水泥把孔口管固定好,再用水泥浆水水泥11.5加固孔口管;对于40以上的仰孔,在孔壁和孔口管之间插入4分铁管,采用外壁注浆;40以下仰孔及俯孔采用孔内注浆,将孔口管外端加上法兰盘向孔内注浆,直到孔口管外不再漏浆为止。 2.2.4 待加固孔口管的水泥浆液凝固24～48小时后,用Ф75mm钻头扫孔到6.5m处停止钻进,退出钻杆。 2.2.5 用注浆泵注水对孔口管做耐压试验。要求孔口管耐压8MPa,耐压稳定时间不少于10min。 2.2.6 耐压试验合格方可钻进,不合格则须重新注浆加固,重新耐压实验,直至孔口管耐压试验合格。 2.2.7 孔口管耐压实验合格后,用Ф75mm钻头继续钻进。 2.2.8 钻孔施工到接近煤层时停钻,退出钻杆。注意不要钻入煤层。 2.2.9 孔口管接上法兰盘,再次试压。 2.2.10 根据钻孔大小和钻孔深度,确定注入水泥浆液的量。 2.2.11 试压合格后,利用高压注浆泵向孔内注入水泥浆填满整个钻孔。注浆堵水压力不小于8MPa。民族主义论文水泥浆配比为,水水泥10.5～11.5。水泥浆浓度可逐渐增加,初期用清水或稀水泥浆冲开裂隙通道。 2.2.12 待水泥浆充分凝固后,以原孔轴心为中心通过扫孔,二次施工小孔径一般为Φ75mm至接近煤层处。 2.2.13 退钻观察孔口是否有水流出或渗出30min。如果仍旧有水则需重复上面步骤,直至孔口不出水为止。 2.2.14 确定堵水成功后,继续钻孔施工至穿透煤层0.5m终孔。 2.3 具体的封孔、测试过程 2.3.1 在钻孔下内径5mm的高压胶管,用于测定瓦斯压力。瓦斯管的总长度由钻孔长度确定。瓦斯管最前端用纱布包裹,防止煤渣进入瓦斯管。 2.3.2 在测压室内下二趟测压管,根据积水特点确定其中用于泄水压管的管口位置。在泄水压管接0.3m的透明胶管以便于观测放水情况。在透明胶管口加控制闸阀。 2.3.3 用木楔、棉纱、快干水泥将钻孔口密封,防止注入的浆液流出钻孔,使注浆的全过程在承压状态下进行。 2.3.4 待快干水泥凝固后,用注浆泵把水泥浆通过注浆管注入钻孔,待回浆管有浆液流出后停止注浆,并关闭注浆管上的阀门。 配制浆液425硅酸盐水泥,加入适量膨胀剂、速凝剂等。其质量配比为特种水泥水11080。 2.3.5 安装压力表,观察读数。 定期通过放水阀放水,放水时要仔细观察,一旦发现气泡露出水快放完时及时关闭放水闸阀,生命环境论文从而不影响测瓦斯压力。 3 试验效果 经现场观测记录,各地点瓦斯压力测定数据分析可以发现,每一组的两个两个孔瓦斯压力测量值基本相同,每一地点的两组瓦斯压力测量值基本吻合,而且与先前在本区域内无水条件下的测试值非常接近。从而证明,采用本文介绍的封孔材料和改进的封孔工艺测试瓦斯压力合理、可行,结果可靠。 4 结论 4.1 选择合适的测压位置及施工工艺,是影响瓦斯压力测定成功的关键因素。 4.2 封孔质量和封孔长度是影响是否成功的决定性因素。应合理选择封孔材料、封孔工艺有利于准确测压。 4.3 从某种意义上讲,测试方法是内因,测试条件是外因,两者互相密切配合,才能提高测试效果和成功率,取得正确的瓦斯压力参数。 参考文献 [1]焦作矿业学院瓦斯地质研究室.瓦斯地质概论[M].北京煤炭工业出版社,1990. [2]何书建.煤层瓦斯压力测定新技术[J].市政工程论文矿山压力与顶板管理,20033. [3]于不凡,王佑安.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册[M].北京煤炭工业出版社,200530-37. [4]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京煤炭工业出版社,200116-31. 毕业论文网