邓家庄煤矿二号井瓦斯基础参数测定及副斜井、回风立井揭煤安全设计实施方案

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1、邓家庄煤矿二号井瓦斯基础参数测定及副斜井、回风立井揭煤安全设计实施方案煤炭科学研究总院抚顺分院邓家庄煤矿二号井二○**年八月煤层瓦斯基础参数测定实施方案煤层瓦斯赋存基础参数是矿井瓦斯治理的依据，本次拟在邓家庄煤矿二号井选择合适地点，实测2#、4#、5#煤层瓦斯赋存基础参数，包括：煤层原始瓦斯压力、瓦斯含量、煤对瓦斯吸附常数a和b值、煤层透气性系数、钻孔自然瓦斯涌出量及衰减系数、瓦斯放散初速度（ΔP）、煤的坚固性系数f等。一、原始煤层瓦斯基础参数测定1、煤的瓦斯吸附常数测定煤的瓦斯吸附常数是衡量煤吸附瓦斯能力大小的指标。目前，煤的瓦斯吸附常数测定只能在实验室完成。其测定步骤如

2、下：(1)将采集的新鲜煤样粉碎，取0.2～0.25mm粒度的试样300～400g装入密封罐中；(2)在恒温60℃高真空（10-2～10-3mmHg）条件下脱气2天左右；(3)在30℃恒温和0.1～5.0MPa压力条件下，进行不同瓦斯压力下的吸附平衡，并测定各种瓦斯平衡压力下的吸附瓦斯量；(4)根据不同平衡瓦斯压力下的吸附瓦斯量（一般不少于6个点），按郎格缪尔方程W=abp/(1+bp)（2-3）回归计算出煤的瓦斯吸附常数a和b值。（5）对采集煤样送抚顺分院瓦斯实验室进行实验，测定出水分、灰分、挥发分、真密度、假密度和孔隙率等参数；（6）邓家庄煤矿协助在矿井副井和回风立井揭2

3、#、4#、5#（4#、5#合并层）煤层时采集新鲜煤样工作（每个揭煤点取2个煤样）。2、瓦斯压力测定方法煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力。其为煤层瓦斯流动和涌出的基本参数，亦是煤层瓦斯流动的动力，它不仅决定着煤层瓦斯含量与涌出量的大小，而且对于煤与瓦斯突出危险性预测与合理制订防突措施等均起着重要的作用。因此,准确测定煤层瓦斯压力是十分必要的。(1)测压地点选择测压点选择要求a.测压地点应选择在巷道顶板比较好的地方开孔，开孔点距终孔点的法线距离（岩石段）最好不小于20m；b.测压孔见煤点方圆50m范围内不应有揭露点；c.测压点距断层、裂隙

4、、火成岩的距离不小于100m；d.测压孔仰角应控制在45～70°之间，便于用水泥浆封孔；e.测压孔的开孔直径为73或89mm。f仰角孔没有条件情况下，也可考虑下向孔测压。根据邓家庄煤矿的实际情况，选择在副井和回风立井揭穿2#、4#、5#煤层前垂距10m处测压，每个测定取2个测压点（若4#、5#煤层合并测定两煤层综合压力）。（2）瓦斯压力测定方法选择距测压煤层一定距离的岩巷打钻孔穿透煤层。为了确保压力测定的可靠性，测定地点至煤层间的垂直岩柱厚度为应在10m左右（可根据岩石情况增大和减小长度），钻孔封孔长度为不小于5m。打钻孔孔径为75mm，钻孔终点穿透煤层0.5m，清除完孔内

5、钻屑后，按下图所示的方式封孔测压，测压管选用φ10×1mm的紫铜管（或加工四分镀锌铁管）。封孔材料为水泥浆，水泥浆用泥浆泵注入钻孔，钻孔打完后将测压管送入孔内，用木塞封堵孔口，木塞中插入注浆管，注浆管为φ3/4″镀锌管，管长0.5m,管外设阀门。封孔时打开阀门，用泥浆泵向孔内注入沙浆，待注入预定量后停注，并关闭阀门。在封孔36小时待水泥初凝后安装压力表，观测压力升高情况，压力表指针稳定不变时，读取的压力值为煤层瓦斯压力（相对压力），并填写下表。这样完成煤层瓦斯压力测定工作。图1水泥浆封孔测定煤层瓦斯压力示意图1—测压煤层2—测压钻孔3—测压室4—测压导气管5—固体封孔材料（

6、水泥）6—压力表接头7—压力表表1煤层瓦斯压力测试参数及结果表地点方位(°)见煤标高(m)钻孔倾角(°)钻孔深度(m)封孔深度(m)孔径(mm)压力(MPa)3、瓦斯含量测定煤层原始瓦斯含量是指单位质量原始煤体所含有的瓦斯体积（换算成标准状态），常用m3/t或ml/g作为计量单位。生产矿井煤层原始瓦斯含量普遍采用间接法或直接法测定。本次采用了直接法和间接法两种方法，同时测定煤层瓦斯含量。1)直接法：利用煤层钻孔采集原始煤体煤芯，用解吸仪在井下直接测定煤芯解瓦斯量、煤芯解吸规律推算煤样从采集开始至装罐解吸测定前的损失瓦斯量和实验室测定的煤样中残存瓦斯量，测定和计算的三部分瓦斯

7、量之和即煤层瓦斯含量。其测定步骤如下：(1)在新暴露的采掘工作面煤壁上，用煤电钻垂直煤壁打一个Ф42mm、孔深8m以上的钻孔，当钻孔钻至8m时开始取样，并记录采样开始时间t1；(2)将采集的新鲜煤样装罐并记录煤样装罐后开始解吸测定的时间t2，用FHJ-2型瓦斯解吸速度测定仪（图2）测定不同时间t下的煤样累积瓦斯解吸总量Vi，瓦斯解吸速度测定一般大于2个小时，解吸测定停止后拧紧煤样罐以保证不漏气，送实验室测定煤样残存瓦斯量。图2瓦斯解吸速度测定仪与密封罐示意图1—量管；2—吸气球；3—温度计；4—水槽；5—螺旋夹；6