煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法.doc

煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法 中华人民共和国煤炭工业部19961230批准 19971101实施 6 瓦斯压力测定工艺 6．1 测定地点的选择 6．1．1 同一地点应打两个测压钻孔，钻孔口距离应在其相互影响范围外，其见煤点的距离除石门测压外应不小于20m。石门揭煤瓦斯压力测定按防治煤与瓦斯突出细则简称细则的有关规定进行。 6．1．2 除在煤巷中测定本煤层瓦斯压力外，测定地点应选择在石门或岩巷中。 6．1．3 钻孔应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围。 6．1．4 测定煤层原始瓦斯压力的见煤点应避开地质构造裂隙带、巷道、采动及抽放等的影响范围。 6．1．5 选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度。 6．1．6 瓦斯压力测定地点宜选择在进风系统，行人少且便于安设保护栅栏的地方。 6．2 测定方法的选择 6．2．1 测压处岩石坚硬、少裂隙，可采用黄泥、水泥封孔测压法。 6，2．2 在松软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时 钻孔长度≤15m时应采用胶囊密封粘液封孔测压法； 钻孔长度15m时应采用注浆封孔测压法。 6．2．3 竖井揭煤可采用注浆封孔测压法。 石门揭煤的测压，按细则的有关规定进行。 6．2．4 测定邻近煤层的瓦斯压力或煤层群分层测压应采用注浆封孔测压法。 6．2．5 测压时间充足时，宜采用被动测压法。 测压时间较短时，应采用主动测压法。 6．3 钻孔施工 6．3．1 钻孔的开孔位置应选在岩石煤壁完整的位置。 6．3．2 钻孔施工应保证钻孔平直、孔形完整，穿层测压钻孔宜穿煤层全厚。 6．3．3 钻孔施工好后，应立即清洗钻孔，保证钻孔畅通。 6．3．4 在钻孔施工中应准确记录钻孔方位、倾角、长度、钻孔开始见煤长度及钻孔在煤层中长度，钻孔开钻时间、见煤时间及钻毕时间。 6．4 封孔 6．4．1 钻孔施工完后应在24h内完成封孔工作。 6．4．2 准备工作 6．4．2．1 按选用的封孔方法准备好封孔材料、仪表、工具等。 6．4．2．2 检查测压管是否通畅及其与压力表联接的气密性。 6，4．2．3 钻孔为下向孔时应将钻孔水排除。 6．4．3 封孔深度 6．4．3．1 封孔深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求 a黄泥、水泥封孔测压法的封孔深度应不小于5m； b胶囊密封粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应不小于10m； c注浆封孔测压法的封孔深度不小于12m，煤层群分层测压时则应封堵至被测煤层在钻孔侧的顶板或底板； d应尽可能加长测压钻孔的封孔深度。 6．4．3．2 本煤层测压孔封孔应保证其测压气室长不小于1．5m，穿层测压孔的封孔不宜超过被测煤层在钻孔侧的顶板或底板。 6．4．4 黄泥、水泥封孔测压法封孔步骤 a如图1所示，将挡板固定在测压管的端头，然后送至预定的封孔深度； b用送料管将封孔材料送至挡板处，轻轻捣实将测压管固定住，然后将黄泥或水泥团逐步送入孔中，并用送料管将其捣实，一直到孔口。在封孔的过程中，每隔1 m左右打入一个木塞； c在距孔口0．5m处用速凝水泥封孔，孔口用木楔固定； d封孔24h后，安装压力表。 1压力表；2三通；3木楔；4测压管；5挡板；6煤层 图1 黄泥、水泥封孔测压法示意图 6．4．5 胶囊密封粘液封孔测压法封孔步骤 a如图2所示，在测压地点先将封孔器组装好，将其放入预计的 封孔深度，在钻孔孔口安装好阻退楔，联接好封孔器与密封粘液罐、压力水罐，装上各种控制阀，安装好压力表； b启动压力水罐开关向胶囊充压力水，待胶囊膨胀封住钻孔后开启密封粘液罐往钻孔的密封段注入密封粘液，密封粘液的压力应略高于煤层预计的瓦斯压力。 1三通；2压力表；3密封粘液罐；4阻退楔；5输液管；6胶囊1；7密封粘液；8胶囊2；9压力水罐；10钻孔 图2 胶囊密封粘液封孔测压示意图 6．4．6 注浆封孔测压法封孔步骤 钻孔直径为φ65～75 mm，钻孔长度为15～70m。封孔步骤为 a如图3所示，将测压管安装至预定的封孔深度，在孔口用木楔封住，并安装好注浆管； b根据封孔深度确定膨胀不收缩水泥的使用量，按一定比例配好封孔水泥浆，用压气注浆器或泥浆泵一次连续将封孔水泥浆注入钻孔内； c注浆48h后，通过测压管用手摇注液泵将粘液注入钻孔内； d撤下手摇注液泵，在孔口安装三通及压力表。 1注液泵；2三通；3压力表；4木楔；5测压管；6煤层；7粘液；8水泥；9注浆管；10注浆泵 图3 注浆封孔测压封孔示意图 7 瓦斯压力观测与确定 7．1 测压管理 7．1．1 必须设专人负责瓦斯压力的测定工作。 7．1．2 在瓦斯压力测定过程中，应作好各种参数及施工情况的记录。 7．2 观测 主动测压法应每天观测一次，被动测压法应至少3天观测一次。 在观测中发现瓦斯压力值变化较大，则应增加观测次数。 记录表的格式如表1。 表1 瓦斯压力测定记录表 矿 井 测压地点 煤层名称 煤层厚度 煤层倾角 见煤标高 见煤埋深 开钻时间 见煤时间 钻毕时间 封孔时间 封孔深度 测定人员 审核 7．3 瓦斯压力观测时间 采用主动测压法时，当煤层的瓦斯压力小于4 MPa时需5～10d；当煤层的瓦斯压力大于4 MPa时，则需20～40d。 被动测压法时，则视煤层的瓦斯压力及透气性大小的不同，需30d以上。 7．4 瓦斯压力的确定 7．4．1 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，当测压时间达到7．3的规定，如压力变化小于0．005MPa／d，测压工作即可结束；否则，应延长测压时间。 7．4．2 对于上向测压钻孔，在结束测压工作、撤卸表头时撤表头时应制定相应的安全措施，应测量从钻孔中放出的水量，根据钻孔参数、封孔参数计算出钻孔水的静水压力，并从测定压力中扣除。 对水平及下向测压孔则以测定值作为瓦斯压力值。 7．4．3 同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果。