安全工程专业实验教程8.4钻孔瓦斯涌出初速度的测定

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1、××学院钻孔瓦斯涌出初速度的测定一、实验目的通过实验，正确掌握煤矿井下工作面突出危险性预测和防突措施效果检验时测定钻孔瓦斯涌出初速度的测定方法，能够独立设计完成井下钻孔瓦斯涌出初速度工作。二、仪器设备1、测定装置（1）测量室管：长度有0.5m和1.0m两种规格。（2）封孔器：压气密封系统的工作压力不小于0.2MPa，并且在停止充气后每分钟的压力降低值不得超过0.02MPa。应保证封孔段的长度不小于150mm。（3）导气管：当瓦斯流量为5L/min时，导气管内孔的总阻力不大于300Pa。（4）压力表

2、：量程为0～0.6MPa，准确度应优于2.5级。2、流量计量程应包括1～30L/min的流量范围，准确度应优于2.5级。流量计应符合相应的国家计量检定规程的规定。二、仪器设备3、常用工具秒表，地质罗盘，皮卷尺（规格：5m），扳手（规格：200mm），管钳（规格：300mm），钢丝钳。测定装置如图8-5所示。图8-5钻孔瓦斯涌出初速度测定仪器三、实验原理用电煤钻或风煤钻带动螺旋钻杆，在煤层中钻进φ42mm钻孔，每钻进1m或钻进到预定深度，退出钻杆，送入封孔器，用打气筒充气封孔，然后用流量计测定打钻结

3、束后2min时规定长度钻孔的瓦斯流量。在煤层中按规定的技术要求施工钻孔，在达到预定深度，2min时，在规定长度钻孔内涌出的瓦斯流量。用符号qm或q表示，其单位为L/min或L/m·min。三、实验原理1、煤矿井下现场试验地点选择原则（1）煤巷掘进工作面用钻孔瓦斯涌出初速度法进行突出危险性预测或防突措施效果检验时，应在掘进工作面煤层的软分层中靠近巷道两帮，至少各打一个平行于巷道掘进方向、直径42mm、深度为3.5m的钻孔(见图2)。当煤层有两个或两个以上软分层时，钻孔应打在最厚的软分层中。1-煤层巷

4、道；2-钻孔；3-封孔器；4-导气管；5-测量室图8-6用钻孔瓦斯涌出初速度法进行预测或检验的钻孔布置平面图三、实验原理用钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量进行突出危险性预测或防突措施效果检验时，其钻孔布置为：在倾斜或急倾斜煤层掘进工作面至少打2个、缓倾斜煤层掘进工作面至少打3个直径为42mm的钻孔，其中只值指标法的钻孔深度为5.5～6.5m，其他方法的钻孔深度不得大于9m。钻孔应布置在煤层软分层中，一个钻孔位于工作面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道轮廓线外2～4m处(见图3)。当煤层有

5、两个或两个以上软分层时，钻孔应布置在最厚的软分层中。1-巷道；2-钻孔图8-7用钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量进行预测或检验的钻孔布置平面图三、实验原理（2）回采工作面。在回采工作面运输平巷以上10m、回风平巷以下15m，沿工作面每隔10～15m布置一个垂直于工作面煤壁的钻孔，孔深根据工作面条件确定，但不得小于3.5m(见图4)。（3）对各类工作面进行防突措施效果检验时，其钻孔布置除应满足上述要求外，还应将检验孔打在两个防突措施钻孔的中间。1-运输平巷；2-回风干巷；3-钻孔图8-8回采工作面钻孔布置

6、平面图三、实验原理2、钻孔瓦斯涌出初速度测定钻孔施工（1）仪器的准备。用钻孔瓦斯涌出初速度法进行突出危险性预测或防突措施效果检验时，应选用测量室管长度为0.5m的测定装置；用钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量进行突出危险性预测或防突措施效果检验时，应选用测量室管长度为1.0m的测定装置。按钻孔深度要求将测定装置的封孔器、导气管、测量室管等与各辅助部件连接好，检查是否气密。（2）打孔。按上述有关要求布置钻孔，在每段钻孔钻进前应在钻杆上标识出预定的打钻深度。钻进时应避免钻杆摆动，钻进速度应控制在0.5～1m/

7、min。三、实验原理（3）封孔。钻孔钻进至预定深度，立即用秒表计时，迅速拔出钻杆，把封孔器送入孔底，并用打气筒进行充气。全部操作应在规定的时间内完成。（4）测定流量。在封孔操作的同时，将流量计与导气管口连接好。封孔完成后，对瞬时流量计在2min时读数，即为钻孔瓦斯涌出初速度值；对累计流量计应在1.5min和2.5min时分别读数，后一读数减去前一读数即为钻孔瓦斯涌出初速度值。（5）退出封孔器。测定完成后，将胶囊泄压，从钻孔中退出封孔器。（6）用钻孔瓦斯涌出初速度和钻屑量进行突出危险性预测或检验时，

8、每钻进1m应测定一次钻孔瓦斯涌出初速度。三、实验原理3、测定数据记录在测定开始前应测量并记录工作面位置、煤层厚度及有无地质变化等；在测定过程中应详细记录钻孔的位置、方位、倾角、深度、钻孔瓦斯涌出初速度以及钻进时有无喷孔、卡钻、响煤炮等动力现象。测定数据的记录格式如表8-17所示。三、实验原理表8-17钻孔瓦斯涌出初速度测定记录表四、实验步骤本次实验室测试采用如图8-9所示的实验仪器，模拟已打好的钻孔进行测定。按照图8-9所示连接钻孔瓦斯涌出初速度测定钻孔模拟装置；按照上述操作步骤进