矿井深部水平瓦斯压力的测定与分析

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1、矿井深部水平瓦斯压力的测定与分析摘要根据《测压标准》要求，本次测压采用了实测法，分别对鹤煤三矿四水平南翼回风上山、四水平北翼轨道下山一车场两处进行了瓦斯压力测定，经分析结果加强了对瓦斯突出的预测预报工作，及时采取了综合防突措施，达到了有效治理瓦斯的目的，保证了安全生产。　　关键词煤层瓦斯压力；钻孔参数；回风上山；轨道下山　　TD72A1674-6708（2012）58-0130-02　　煤层瓦斯的生成、储积和运移是受控于一定的地质条件。地质条件的差异性是导致现今煤层瓦斯在纵向上和横向上的不均衡分布，造成不同矿区（或矿井）、不同煤层、不同地质地段瓦斯赋

2、存的不均衡。从地质角度研究煤层瓦斯的赋存状态及其主要影响因素，是矿井瓦斯研究的基础工作。　　1矿井瓦斯赋存情况　　鹤煤三矿采用斜井、立井、暗斜井多水平上、下山、走向长壁放顶煤开采。其一水平标高度-68m，绝对瓦斯涌出量一般在7m3/min以下，相对瓦斯涌出量一般在9m3/t以下，属于低沼矿井；二水平标高-291m，瓦斯涌出量比一般水平有所增加，一般绝对瓦斯涌出量一般在9m3/min~20m3/min之间，相对瓦斯涌出量一般在8m3/t~16m3/t，平均在10m3/t,属于高沼矿井；三水平标高-550m,瓦斯涌出量更高，绝对瓦斯涌出量平均51m3/m

3、in，相对瓦斯涌出量为10m3/t~20m3/t平均15.3m3/t。实践证明随着开采规模的扩大，开采深度的增加，瓦斯涌出量将继续增大。　　2煤层瓦斯压力测定原理　　煤层瓦斯压力是煤层发生突出的动力之一。因此准确测定煤层瓦斯压力对于鉴定煤层突出的危险性十分重要。　　煤层瓦斯压力测定的原理是从煤层底板岩巷向煤层打一钻孔，深入煤层内，通过钻孔在煤孔内布置一根瓦斯管与外界沟通，并连上瓦斯压力表，封闭钻孔与外界的联系。此时，由于煤孔内的瓦斯已经向外放散，压力较低，煤孔周围的煤体体积远大于煤孔的空间体积，煤层内的吸附瓦斯量又比游离瓦斯量大得多，故经过一段时间的

4、瓦斯渗流，煤孔内的瓦斯压力逐渐接近煤层的原始瓦斯压力，从外部的压力表上便可以读出煤孔内的瓦斯压力值。　　3测压技术分析　　为准确测定煤层瓦斯压力，使测出的压力值能够代表煤层的原始瓦斯压力，在该地质单元内，对所有可能进行测压的地点进行了筛选，要求测压地点应选在不受断层影响和裂隙小的地区。　　3.1注浆封孔测压　　直接法测定瓦斯压力又分为水泥砂浆土封孔法和胶囊粘液封孔法两种。在此前采用胶囊粘液封孔法进行了几次测压工作，因煤层底板气密性差，液封压力不能稳定，故采用注浆封孔测压技术。　　3.2测压封孔技术　　由于压力气体无孔不入，测定原始瓦斯压力的关键在于钻

5、孔密封的质量,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气体压力0.5MPa~1.0MPa（5atm~10atm）。在地面试验中应认真观察整个测试系统是否可靠，以确保整个测试系统在井下安全可靠。重点应确保胶囊充水后能及时膨胀，并且不漏水。其测压人员可在巷道内将封孔器装配好，在乳化液槽内注入乳化液。乳化液配比为：5%油，95%水。　　钻孔完工后，清除孔底的钻屑，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。　　4测压施工方案　　根据矿井巷道布置情况和煤层揭露条件，分别在井田的南、北两翼布置一个测

6、压点，具体位置为四水平南翼回风下山布置测压点1；于四水平北翼轨道下山一车场位置布置测压点2。具体如表1、2所示。　　5煤层瓦斯压力测定结果及分析　　当每个钻孔施工完成后，立即把胶囊送入孔内进行封孔操作，接上压力表，之后观察一次瓦斯压力，待压力稳定达到测压要求后，拆除压力表和胶囊粘液封孔器，瓦斯压力测定工作结束，每个孔的压力测定时间为10天左右。瓦斯压力曲线见图2-10~2-12。　　测压钻孔二1-1在测压仪器刚刚安装好之后就有大量的瓦斯涌出，接表后10min内压力表显示数值即达到0.4MPa。之后瓦斯压力上升缓慢，约四天后稳定在0.6MPa。　　测压

7、钻孔二1-2与钻孔二1-1情况基本相似，接表后压力上升速度较快，大约4天左右稳定在0.68MPa左右。　　测压钻孔二1-3在观测7天以后，瓦斯压力基本稳定在0.8MPa。之后由于封孔液压下降，导致瓦斯压力下降到0.65MPa，而后，经过补压稳压，3天后瓦斯运移，瓦斯压力有上升到0.8MPa并稳定在0.8MPa。　　6结论　　1）本次煤层实测瓦斯压力中，将各孔瓦斯压力测值绘制成瓦斯压力上升曲线图，取四水平北翼轨道下山一车场二1-3钻孔测得的二1煤层的相对瓦斯压力，对应绝对煤层瓦斯压力为0.9MPa；　　2）二1煤层钻孔二1-3在二1煤层中测得的瓦斯压力

8、最大，其埋深为805m。在矿界范围内，同一个标高以上可能有的区域的埋深比其埋深要大，这样的地方煤层瓦斯压力可