煤层瓦斯压力的影响因素及其预测方法-何也-已发表

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1、煤层瓦斯压力的影响因素及其预测方法卜宪瑞何也21.崇信县冇贯沟煤业有限公司甘肃平凉7442022.徐州长城基础工程有限公司江苏徐州221000摘要：煤层瓦斯压力是评价煤层突出危险性及煤层气开发研究的重要指标。本文通过分析煤层瓦斯压力的影响因素，介绍了根据瓦斯压力梯度、瓦斯含量、残存瓦斯含量等间接测量瓦斯压力的方法，以及考虑地应力、地温影响的热力学理论和基于量纲分析的煤层瓦斯压力理论计算方法。在直接测量瓦斯压力较困难的情况下，可以根据实际情况，选取一种有效方法获取煤层瓦斯压力。关键字：煤层；瓦斯压力；影响因

2、素；预测方法；理论计算TheinfluencefactorsandpredictionmethodsofcoalseamgaspressureAbstract:Thegaspressureoftheseamisanimportantindexfortheevaluationoftheseamoutburstdangerandforthestudyonthecoalbedmethanedevelopment.Theindirectmeasurementmethodsandtheoreticalcalculat

3、ionswereintroducedbasedonanalyzingtheinfluencefactorsofcoalseamgaspressure.Theindirectmeasurementmethodsincludeusinggaspressuregradient,gascontentandresidualgascontenttopredictthegaspressure.Thetheoreticalcalculationmethodspredictgaspressurewiththermodynam

4、ictheoryconsideringin-situstress,formationtemperatureanddimensionaltheory.Thenwecanchooseaneffectivemethodforcoalseamgaspressureaccordingtoactualconditionwhenitisdifficulttogetgaspressuredirectly.Keywords:gaspressure;influencefactors;predictionmethods;theo

5、reticalcalculation煤层瓦斯压力是指煤层孔隙内分子自由热运动所产生的作用力，由游离瓦斯形成。煤层斯压力在煤层突出危险性指标重要性排序屮位居前列同时是决定煤层沉斯含S大小、瓦斯流动动力大小以及瓦斯动力现象的潜能大小的基本参数。准确快速获取煤层原始瓦斯压力，对指导煤矿安全生产具有重要的现实意义。1.煤层瓦斯压力的影响因素1.1煤层埋深国内外学者对煤层瓦斯压力与埋深间的关系已作了不少现场测定和理论研宄工作，得到的煤层原始瓦斯压力随埋深的变化或为线性，或为指数函数和幂函数关系，随煤层埋藏深度的增加而

6、增大，王永文等通过对贺丙煤矿地质构造、地质勘探钻孔探明的瓦斯基数分析表明瓦斯含量、压力分别与煤层埋藏深度成近似线性关系，取得了很好的实际效果。1.2地应力构造应力场是巾地质构造运动形成的，构造应力异常复杂，分布不均，构造应力在地壳浅部比自重应力大，并随构造运动呈现不同强度、不同方叫的叠加和改造。地应力越大，作用于煤岩体的力越集屮，况斯压力就越大。煤与瓦斯突出现象多发生于应力集屮区就是很好的证明。程远平等111在研宄地应力的控制作用时，发现构造应力的演化对煤层瓦斯赋存及运移起主导控制作用，含煤地层在高构造应力

7、作用下其•煤层瓦斯压力梯度可能远超过静水压力梯度，形成高的沉斯压力。1.3地质构造地质构造是影响瓦斯赋存的重要条件之一，封闭型地质构造有利于瓦斯封存，开放型地质构造有利于沉斯排放

8、21。封闭型的地质构造发生部位往往属于应力集屮带，容易形成岛瓦斯区域，瓦斯压力较开放地质构造发生部位往往裂隙较发育，瓦斯排放通道较多，不易形成瓦斯聚集区，瓦斯压力较低。1.4瓦斯含量刘学服等采用现场与实验室相结合进行理论分析，建立了煤层原始乩斯含与K斯压力之间的关系，得到瓦斯含量随瓦斯压力的增大而增加的结论（图1）。潘竞涛等131

9、对山西锦源矿沉斯压力进行了敏感性分析，绘制了敏感性分析阁（阁2）,按敏感因素的敏感程度进行排序，依次为吸附常数〃、瓦斯含U、吸附常数6，煤的灰分，煤的水分、煤的视密度、孔隙体积，其中瓦斯含量、煤的灰分、煤的水分和煤的视密度的敏感度系数为正，吸附常数67、吸附常数和孔隙体积的敏感度系数为负。阁1乩斯吸附平衡条件下沉斯压力与沉斯含娬散点阁Fig.lScatterplotofgaspressureandcontenta