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煤层瓦斯参数测定煤层瓦斯参数测定中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学安全工程学院20132013年年年年5 5月月月月杨永良杨永良 副教授副教授主要参数测定及计算主要参数测定及计算一、煤层瓦斯压力测定一、煤层瓦斯压力测定一、煤层瓦斯压力测定一、煤层瓦斯压力测定 二、二、二、二、煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定三、三、三、三、煤层透气性系数计算煤层透气性系数计算煤层透气性系数计算煤层透气性系数计算四、煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数测试四、煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数测试四、煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数测试四、煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数测试五、抽放钻孔的抽放半径测定五、抽放钻孔的抽放半径测定五、抽放钻孔的抽放半径测定五、抽放钻孔的抽放半径测定六、排放钻孔的排放半径测定六、排放钻孔的排放半径测定六、排放钻孔的排放半径测定六、排放钻孔的排放半径测定七、突出敏感指标的测定七、突出敏感指标的测定七、突出敏感指标的测定七、突出敏感指标的测定八、工作面可解吸瓦斯量测试八、工作面可解吸瓦斯量测试八、工作面可解吸瓦斯量测试八、工作面可解吸瓦斯量测试九、煤的坚固性系数的测试九、煤的坚固性系数的测试九、煤的坚固性系数的测试九、煤的坚固性系数的测试一、煤层瓦斯一、煤层瓦斯压力测定压力测定瓦斯在煤层中赋存及流动规律瓦斯在煤层中赋存及流动规律瓦斯压力测定的目的和意义瓦斯压力测定的目的和意义 瓦斯压力测定技术发展概况瓦斯压力测定技术发展概况 瓦斯压力测定国家标准瓦斯压力测定国家标准 淮北矿区瓦斯测压难点淮北矿区瓦斯测压难点 淮北矿业集团瓦斯压力测定方法淮北矿业集团瓦斯压力测定方法 概述概述 1.11.11.21.31.41.51.61.71.1概述概述指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，是决定瓦斯含量的主要因素，造成突出的重要压力之一。

多年来，面对淮北矿区复杂的地址条件，经过不断的探索和创新，总结出了一套行之有效的钻孔施工和封孔方法煤层瓦斯赋存和流动规律，总结了前人煤层瓦斯压力测定工艺，介绍了瓦斯压力测定的国家标准，详细介绍淮北矿区测压工序1.1概述概述煤层瓦斯煤层瓦斯压力压力 淮北矿区淮北矿区瓦斯压力瓦斯压力测定概况测定概况 本节主要本节主要内容内容1.2 瓦斯在煤层中赋存及流动规律瓦斯在煤层中赋存及流动规律瓦斯的概念及来源；瓦斯的性质；瓦斯的生成瓦斯在煤层内的存在状态；煤层瓦斯赋存的垂向分带；煤对瓦斯的吸附特性 ；影响煤层瓦斯赋存及含量的主要因素瓦斯在煤层中运移的基本规律；煤层中瓦斯流动状态分类1.2.1 1.2.1 瓦斯的性质瓦斯的性质及生成及生成1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋煤层瓦斯赋存存1.2.3 1.2.3 煤层瓦斯运煤层瓦斯运移的基本规律移的基本规律 1.2.1 1.2.1 瓦斯性质及其生成瓦斯性质及其生成1、瓦斯及性质、瓦斯及性质 广义上讲，矿井瓦斯是井下有害气体的总称包括：甲广义上讲，矿井瓦斯是井下有害气体的总称包括：甲烷（烷（CH4）、重烃（）、重烃（CnHm）、氢气（）、氢气（H2）、二氧化碳（）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（）、一氧化碳（CO）、二氧化氮（）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（）、硫化氢（H2S）、氡（）、氡（Rn）等。

等 煤矿大部分瓦斯来自于煤层，而煤层中的瓦斯一般以甲煤矿大部分瓦斯来自于煤层，而煤层中的瓦斯一般以甲烷为主（可达烷为主（可达80%~90%），它是威胁矿井安全的主要危险源，），它是威胁矿井安全的主要危险源，所以在煤矿狭义的瓦斯专指甲烷（所以在煤矿狭义的瓦斯专指甲烷（CH4） 甲烷是无色、无味、无嗅、可以燃烧和爆炸的气体其爆甲烷是无色、无味、无嗅、可以燃烧和爆炸的气体其爆炸极限为炸极限为5%~16%，它对人体的影响同氮相似，可使人窒息它对人体的影响同氮相似，可使人窒息当甲烷浓度为当甲烷浓度为43％时，空气中相应的氧浓度即降到％时，空气中相应的氧浓度即降到12％，人％，人感到呼吸非常急促；当甲烷浓度在空气中达感到呼吸非常急促；当甲烷浓度在空气中达57％时，相应的％时，相应的氧浓度被冲淡到氧浓度被冲淡到9％，人即可处于昏迷状态，有死亡危险％，人即可处于昏迷状态，有死亡危险1.2.1 1.2.1 瓦斯性质及其生成瓦斯性质及其生成2、瓦斯生成、瓦斯生成 在生物化学作用成气时期是从腐植型有机物堆积在沼泽在生物化学作用成气时期是从腐植型有机物堆积在沼泽相和三角洲相环境中开始的，在温度不超过相和三角洲相环境中开始的，在温度不超过65℃条件下，腐条件下，腐植体经厌氧微生物分解成甲烷和二氧化碳，其模式可用下式植体经厌氧微生物分解成甲烷和二氧化碳，其模式可用下式来概括：来概括： 在瓦斯生成的同时，芳香核进一步缩合，碳元素进一步在瓦斯生成的同时，芳香核进一步缩合，碳元素进一步集中在碳网中。

随着煤化变质作用的加深，基本结构单元中集中在碳网中随着煤化变质作用的加深，基本结构单元中缩聚芳香核的数目不断增加，到无烟煤时，主要由缩聚芳香缩聚芳香核的数目不断增加，到无烟煤时，主要由缩聚芳香核组成从褐煤到无烟煤，煤的变质程度越高，生成的瓦斯核组成从褐煤到无烟煤，煤的变质程度越高，生成的瓦斯量也越多量也越多1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存1、煤层瓦斯赋存状态、煤层瓦斯赋存状态 游离瓦斯：由于甲烷分子的自由热运动，显示出相应的游离瓦斯：由于甲烷分子的自由热运动，显示出相应的瓦斯压力，这种状态的瓦斯服从气体状态方程；瓦斯压力，这种状态的瓦斯服从气体状态方程； 吸附瓦斯：存在在微孔表面上和在煤的粒子内部占据着吸附瓦斯：存在在微孔表面上和在煤的粒子内部占据着煤分子结构的孔穴或煤分子之间的空间煤分子结构的孔穴或煤分子之间的空间 煤层中瓦斯除吸附和游离煤层中瓦斯除吸附和游离状态以外，还有可能以瓦斯水状态以外，还有可能以瓦斯水化物晶体形式存在，其结构形化物晶体形式存在，其结构形式为式为xM·yH2O，其中，其中M代表烃；代表烃；固溶态等但现有开采水平下，固溶态等。

但现有开采水平下，游离瓦斯仅占游离瓦斯仅占5～～12％，其余为％，其余为吸附瓦斯吸附瓦斯1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存2、煤层瓦斯垂向分带、煤层瓦斯垂向分带 煤层瓦斯沿垂向一煤层瓦斯沿垂向一般可分为两个带：瓦斯般可分为两个带：瓦斯风化带与甲烷带瓦斯风化带与甲烷带瓦斯风化带是风化带是CO2－－N2、、N2与与N2－－CH4三个带三个带的统称，各带不仅瓦斯的统称，各带不仅瓦斯组分不同而且瓦斯含量组分不同而且瓦斯含量也不相同也不相同1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存2、煤层瓦斯垂向分带、煤层瓦斯垂向分带瓦斯风化带的下部边界可按下列条件确定：瓦斯风化带的下部边界可按下列条件确定： 甲烷及重烃浓度之和＝甲烷及重烃浓度之和＝80％（按体积）；％（按体积）； 瓦斯压力瓦斯压力P＝＝0.1～～0.15MPa；； 相对瓦斯涌出量相对瓦斯涌出量qCH4＝＝2～～3m3/t煤；煤； 煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量x＝＝1.0～～1.5m3/t可燃物（长焰煤）可燃物（长焰煤） x＝＝1.5～～2.0m3/t可燃物（气煤）可燃物（气煤） x＝＝2.0～～2.5m3/t可燃物（肥、焦煤）可燃物（肥、焦煤） x＝＝2.5～～3.0m3/t可燃物（瘦煤）可燃物（瘦煤） x＝＝3.0～～4.0m3/t可燃物（贫煤）可燃物（贫煤） x＝＝5.0～～7.0m3/t可燃物（无焰煤）可燃物（无焰煤）1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存2、煤层瓦斯垂向分带、煤层瓦斯垂向分带甲烷带：甲烷带： 位于瓦斯风化带下边界以下的位于瓦斯风化带下边界以下的属于甲烷带，煤层的瓦斯压力、瓦属于甲烷带，煤层的瓦斯压力、瓦斯含量随埋藏深度的增加呈有规律斯含量随埋藏深度的增加呈有规律的增长。

的增长 增长的梯度，在不同煤质（煤增长的梯度，在不同煤质（煤化程度）、不同地质构造与赋存条化程度）、不同地质构造与赋存条件有所不同件有所不同 瓦斯压力梯度的变化范围为瓦斯压力梯度的变化范围为0.007～～0.012MPa/m，近似于静水，近似于静水压力值1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存3、煤对瓦斯的吸附特性、煤对瓦斯的吸附特性 煤是一种天然的吸附剂，具有良好的吸附性能煤对瓦煤是一种天然的吸附剂，具有良好的吸附性能煤对瓦斯的吸附属于物理吸附，即瓦斯分子煤分子之间的作用力是斯的吸附属于物理吸附，即瓦斯分子煤分子之间的作用力是剩余的表面自由力（范德华引力）在一定条件下，瓦斯还剩余的表面自由力（范德华引力）在一定条件下，瓦斯还可以从煤中解吸出来，吸附与解吸是可逆的可以从煤中解吸出来，吸附与解吸是可逆的1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存4、瓦斯含量的主要影响因素、瓦斯含量的主要影响因素 Ø压力与温度：压力与温度： 煤层瓦斯压力越大，其含量越高；温度温度每升高煤层瓦斯压力越大，其含量越高；温度温度每升高1℃，，吸附瓦斯的能力降低约吸附瓦斯的能力降低约8％。

％ Ø水分：水分： 1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存4、瓦斯含量的主要影响因素、瓦斯含量的主要影响因素 Ø煤变质程度的影响煤变质程度的影响 ：： 煤的煤化程度反映其比表面积大小与化学组成，一般讲，煤的煤化程度反映其比表面积大小与化学组成，一般讲，从挥发分为从挥发分为20～～26％之间的煤到无烟煤，相应的吸附量呈快速％之间的煤到无烟煤，相应的吸附量呈快速的增长1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存4、瓦斯含量的主要影响因素、瓦斯含量的主要影响因素 Ø煤层和围岩的透气性：煤层和围岩的透气性： 一般情况下，煤层及围一般情况下，煤层及围岩透气性越大，瓦斯越易流岩透气性越大，瓦斯越易流失，瓦斯含量越小；反之，失，瓦斯含量越小；反之，瓦斯易于保存，煤层的瓦斯瓦斯易于保存，煤层的瓦斯含量大，比如孔隙与裂隙发含量大，比如孔隙与裂隙发育的砂岩、砾岩和灰岩的透育的砂岩、砾岩和灰岩的透气性非常大，它比致密而裂气性非常大，它比致密而裂隙不发育的岩石的透气系数隙不发育的岩石的透气系数高百万倍，在漫长的地质年高百万倍，在漫长的地质年代中，会排放大量的瓦斯代中，会排放大量的瓦斯。

1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存4、瓦斯含量的主要影响因素、瓦斯含量的主要影响因素 Ø埋深及煤层倾角：埋深及煤层倾角： 一般情况下，随着煤层埋深增加，煤层瓦斯含量也与随一般情况下，随着煤层埋深增加，煤层瓦斯含量也与随之增大在同一埋深下，煤层倾角越小，煤层瓦斯含量越高在同一埋深下，煤层倾角越小，煤层瓦斯含量越高 例如芙蓉煤矿北翼煤层倾角陡（例如芙蓉煤矿北翼煤层倾角陡（40～～80°），相对瓦斯），相对瓦斯涌出量约涌出量约20m3/t，无瓦斯突出现象；而南翼煤层倾角缓（，无瓦斯突出现象；而南翼煤层倾角缓（6～～12 °）相对瓦斯涌出量达）相对瓦斯涌出量达150m3/t，而且发生了煤与瓦斯突，而且发生了煤与瓦斯突出1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存4、瓦斯含量的主要影响因素、瓦斯含量的主要影响因素 Ø煤层露头：煤层露头： 煤层露头是瓦斯向地面排放的出口，露头存在时间越长，煤层露头是瓦斯向地面排放的出口，露头存在时间越长，瓦斯排放越多；反之，地表无露头的煤层，瓦斯含量越高瓦斯排放越多；反之，地表无露头的煤层，瓦斯含量越高 例如中梁山煤田，煤层无露头，而且为背斜构造，所以例如中梁山煤田，煤层无露头，而且为背斜构造，所以煤层瓦斯含量大。

煤层瓦斯含量大1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存4、瓦斯含量的主要影响因素、瓦斯含量的主要影响因素 Ø地质构造：地质构造： 煤系地层为沉积地层，煤系地层为沉积地层，各种岩石的透气性有很大差各种岩石的透气性有很大差别，在地层与地质构造的共别，在地层与地质构造的共同作用下，可能形成封闭型同作用下，可能形成封闭型地质构造或开放型地质构造地质构造或开放型地质构造封闭型地质构造有利于瓦斯封闭型地质构造有利于瓦斯储存，开放型地质构造有利储存，开放型地质构造有利于瓦斯排放于瓦斯排放1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存4、瓦斯含量的主要影响因素、瓦斯含量的主要影响因素 Ø地质构造（地质构造（褶曲构造）：）： 闭合而完整的背斜或穹窿又覆盖有不透气的地层是良好的储存瓦斯闭合而完整的背斜或穹窿又覆盖有不透气的地层是良好的储存瓦斯构造，其轴部煤层内往往积存高压瓦斯，形成构造，其轴部煤层内往往积存高压瓦斯，形成“气顶气顶”在倾伏背斜的在倾伏背斜的轴部，瓦斯浓度通常也高于翼部但是当背斜轴顶部因张力形成连通地轴部，瓦斯浓度通常也高于翼部但是当背斜轴顶部因张力形成连通地表的裂隙时，瓦斯易于流失，轴部瓦斯含量反而低于翼部。

表的裂隙时，瓦斯易于流失，轴部瓦斯含量反而低于翼部 向斜构造存在两种情况向斜构造存在两种情况:一种情况下，因轴部受到强力挤压，透气性一种情况下，因轴部受到强力挤压，透气性差，使轴部的瓦斯含量高于翼部差，使轴部的瓦斯含量高于翼部:另一种情况下，由于向斜轴部瓦斯补给另一种情况下，由于向斜轴部瓦斯补给区域缩小，当轴部裂隙发育，透气性好时，有利于瓦斯流失，开采至向区域缩小，当轴部裂隙发育，透气性好时，有利于瓦斯流失，开采至向斜轴部时，相对瓦斯涌出量反而减少斜轴部时，相对瓦斯涌出量反而减少 受构造影响形成局部变厚的大煤包时，也会出现瓦斯含量增高的现受构造影响形成局部变厚的大煤包时，也会出现瓦斯含量增高的现象这是因为煤包在构造应力作用下，周围煤层被压薄，上下透气性差象这是因为煤包在构造应力作用下，周围煤层被压薄，上下透气性差的岩层形成对大煤包的封闭条件的岩层形成对大煤包的封闭条件1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存4、瓦斯含量的主要影响因素、瓦斯含量的主要影响因素 Ø火成岩的侵入：火成岩的侵入： 岩浆侵入含煤岩系、煤层，使煤、岩层产生膨胀及压缩火成岩浆侵入含煤岩系、煤层，使煤、岩层产生膨胀及压缩。

火成岩侵入煤层对瓦斯赋存既有形成、保存瓦斯的作用，也有某些条岩侵入煤层对瓦斯赋存既有形成、保存瓦斯的作用，也有某些条件下使瓦斯逸散的可能件下使瓦斯逸散的可能 通常情况下，火成岩侵入带与未侵入带的过渡地带瓦斯含量往通常情况下，火成岩侵入带与未侵入带的过渡地带瓦斯含量往往较大，如淮北局的杨柳矿，皖北局的卧龙湖矿往较大，如淮北局的杨柳矿，皖北局的卧龙湖矿 岩浆岩侵入带易发生煤与瓦斯突出，如北票矿区，岩浆岩侵入岩浆岩侵入带易发生煤与瓦斯突出，如北票矿区，岩浆岩侵入带发生的突出（带发生的突出（265）次占突出总数的）次占突出总数的25%这是由于尤其是岩浆这是由于尤其是岩浆岩侵入引起的煤层局部变质带，当煤的变质程度不一而形成混杂岩侵入引起的煤层局部变质带，当煤的变质程度不一而形成混杂状态时，煤的力学性质的变化，以及由此引起的应力不均匀分布状态时，煤的力学性质的变化，以及由此引起的应力不均匀分布更为明显更为明显1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋存4、瓦斯含量的主要影响因素、瓦斯含量的主要影响因素 Ø煤化程度：煤化程度： 煤是天然吸附体，煤层的煤化程度越高，其存贮瓦斯的能力煤是天然吸附体，煤层的煤化程度越高，其存贮瓦斯的能力越强。

在甲烷带内，在其它因素相同条件下，煤化程度不同的越强在甲烷带内，在其它因素相同条件下，煤化程度不同的煤，其瓦斯含量不仅不同，而且随深度增加其瓦斯含量增加也煤，其瓦斯含量不仅不同，而且随深度增加其瓦斯含量增加也不同；不同； 对于高变质无烟煤（挥发分低于对于高变质无烟煤（挥发分低于120mL/g）其瓦斯含量不服）其瓦斯含量不服从上述规律这是因为这种煤的结构发生了质的变化，其瓦斯从上述规律这是因为这种煤的结构发生了质的变化，其瓦斯含量很低，而且与埋深无关，例如湖南煤田矿区的文化村矿，含量很低，而且与埋深无关，例如湖南煤田矿区的文化村矿，煤变质已接近石墨（挥发分仅煤变质已接近石墨（挥发分仅3.14%））,煤层瓦斯含量很低煤层瓦斯含量很低1.2.31.2.3煤层瓦斯运移的基本规律瓦斯在煤层中运移的基本规律瓦斯在煤层中运移的基本规律Ø煤层的孔隙和裂隙的尺寸是不均匀的，因而在大裂隙带中可能煤层的孔隙和裂隙的尺寸是不均匀的，因而在大裂隙带中可能出现紊流，而在微裂隙中则属于层流运动，在微孔中还存在扩出现紊流，而在微裂隙中则属于层流运动，在微孔中还存在扩散分子滑流根据实验室和在现场对瓦斯流动规律的测定，其散分子滑流。

根据实验室和在现场对瓦斯流动规律的测定，其流动规律主要是遵循达西定律，即是层流运动流动规律主要是遵循达西定律，即是层流运动Ø在一般情况下，以达西定律为基础来研究煤层瓦斯流动规律还在一般情况下，以达西定律为基础来研究煤层瓦斯流动规律还是可行的，但是在特殊情况下，如石门揭开煤层、瓦斯喷出或是可行的，但是在特殊情况下，如石门揭开煤层、瓦斯喷出或突出，则必须按当时条件加以修正突出，则必须按当时条件加以修正Ø瓦斯在中孔以上的孔隙或裂隙内的运移有层流和紊流两种形式，瓦斯在中孔以上的孔隙或裂隙内的运移有层流和紊流两种形式，而层流运移通常又可分为线性和非线性渗透两种，紊流一般只而层流运移通常又可分为线性和非线性渗透两种，紊流一般只有发生在瓦斯喷出和煤与瓦斯突出时的瓦斯流动，在原始煤层有发生在瓦斯喷出和煤与瓦斯突出时的瓦斯流动，在原始煤层中瓦斯的运移是层流运动中瓦斯的运移是层流运动 1.2.31.2.3煤层瓦斯运移的基本规律线性渗透线性渗透 当瓦斯在煤层中的流动为线性渗透时，即瓦斯流速与煤层中当瓦斯在煤层中的流动为线性渗透时，即瓦斯流速与煤层中瓦斯压力梯度成正比时，呈线性规律，符合达西定律。

中国矿瓦斯压力梯度成正比时，呈线性规律，符合达西定律中国矿业大学在实验室中对用煤粉压制的圆柱形人工煤样进行的大量业大学在实验室中对用煤粉压制的圆柱形人工煤样进行的大量瓦斯渗透试验表明：瓦斯在孔隙直径较大的煤样中流动时，完瓦斯渗透试验表明：瓦斯在孔隙直径较大的煤样中流动时，完全服从达西定律即：全服从达西定律即：式中式中 q――比流量，比流量，m3/(m2·d) λ――透气系数，；透气系数，； P1――入口处瓦斯压力平方，入口处瓦斯压力平方，MPa P2――出口处瓦斯压力平方，出口处瓦斯压力平方，MPa2；； L――煤样长度，煤样长度，m1.2.31.2.3煤层瓦斯运移的基本规律非非线性渗透线性渗透 当雷诺数大于一定值以后，瓦斯在煤层中的流动即处于非线性当雷诺数大于一定值以后，瓦斯在煤层中的流动即处于非线性渗流而不服从达西定律在非线性渗流条件下，比流量与压力差之渗流而不服从达西定律在非线性渗流条件下，比流量与压力差之间关系可用指数方程表示，即：间关系可用指数方程表示，即： 　　式中式中 qn――在在n点的比流量点的比流量m3/(m2•d)；； m――渗透指数．渗透指数．m＝＝1～～2；； dP――瓦斯压力平方的差，瓦斯压力平方的差， ；； dn――与瓦斯流动方向一致的某一极小长度，与瓦斯流动方向一致的某一极小长度，m；； λ――透气系数，透气系数， 。

当当m＝＝1时，上式与达西定律相同；当时，上式与达西定律相同；当m＞＞1时，表明随着雷诺时，表明随着雷诺数增大，流体流动时在转弯、扩大、缩小等局部阻力处引起的压力数增大，流体流动时在转弯、扩大、缩小等局部阻力处引起的压力损耗增大，致使比流量损耗增大，致使比流量 降低，此时流体在多孔介质中的流动就表现降低，此时流体在多孔介质中的流动就表现为非线性渗流为非线性渗流1.3 瓦斯压力测定的目的和意义瓦斯压力测定的目的和意义 瓦斯的概念及来源；瓦斯的性质；瓦斯的生成瓦斯在煤层内的存在状态；煤层瓦斯赋存的垂向分带；煤对瓦斯的吸附特性 ；影响煤层瓦斯赋存及含量的主要因素瓦斯在煤层中运移的基本规律；煤层中瓦斯流动状态分类1.2.1 1.2.1 瓦斯的性质瓦斯的性质及生成及生成1.2.2 1.2.2 煤层瓦斯赋煤层瓦斯赋存存1.2.3 1.2.3 煤层瓦斯运煤层瓦斯运移的基本规律移的基本规律 1.3 瓦斯压力测定的目的和意义瓦斯压力测定的目的和意义煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力是指煤层中瓦是指煤层中瓦斯所具有的气斯所具有的气体压力，由游体压力，由游离瓦斯形成离瓦斯形成煤层瓦斯煤层瓦斯含量大小含量大小煤层瓦煤层瓦斯流动斯流动动力源动力源煤与瓦斯煤与瓦斯突出重要突出重要因素因素 评价瓦斯储量、评价瓦斯储量、瓦斯涌出量、瓦斯流瓦斯涌出量、瓦斯流量量的重要依据。

的重要依据 瓦斯流动动力瓦斯流动动力高低以及瓦斯动力高低以及瓦斯动力现象的潜能大小的现象的潜能大小的基本参数基本参数 瓦斯抽采与瓦斯突出问题瓦斯抽采与瓦斯突出问题中，掌握准确可靠的瓦斯压力中，掌握准确可靠的瓦斯压力数据最为重要数据最为重要1.4 瓦斯压力测定技术发展概况瓦斯压力测定技术发展概况黄泥封孔；普通水泥浆封孔；胶囊-粘液封孔；胶圈-粘液封孔；聚氨酯泡沫封孔煤层原始瓦斯含量法；煤层瓦斯涌出量法；残余瓦斯含量法；测压地点深度估算法压力测压力测定方法定方法1.4.11.4.1 瓦瓦斯压力直斯压力直接测定法接测定法1.4.21.4.2瓦斯瓦斯压力间接压力间接测定法测定法1.4.11.4.1瓦斯压力直接测定法1、黄泥封孔、黄泥封孔Ø1980年以前，国内外常用固体材料进行封孔黄泥封孔是常见年以前，国内外常用固体材料进行封孔黄泥封孔是常见的固体材料封孔方法（尤其在石门测压时）的一种对于孔深的固体材料封孔方法（尤其在石门测压时）的一种对于孔深5~10m，孔径，孔径Φ50~75mm，倾角不大的钻孔均可采用该方法进，倾角不大的钻孔均可采用该方法进行封孔该方法以质地致密、富于可塑性的半干的黄泥或水泥行封孔。

该方法以质地致密、富于可塑性的半干的黄泥或水泥团为封孔材料团为封孔材料1-压力表；2-三通；3-木楔；4-测压管；5-挡板；6-煤层图4-1 黄泥封孔测压简图1.4.11.4.1瓦斯压力直接测定法2、普通水泥浆封孔、普通水泥浆封孔Ø水泥浆液封孔是早期固体材料封孔方法的一种由于其特殊的水泥浆液封孔是早期固体材料封孔方法的一种由于其特殊的物性特征和成本较低等优点，致使该方法一直延用至今水泥物性特征和成本较低等优点，致使该方法一直延用至今水泥浆液封孔是用水泥浆液代替黄泥和水泥团作为封孔材料密封钻浆液封孔是用水泥浆液代替黄泥和水泥团作为封孔材料密封钻孔，待其凝固后，使用测压管检测煤层的瓦斯压力这种封孔孔，待其凝固后，使用测压管检测煤层的瓦斯压力这种封孔方法适用于深度超过方法适用于深度超过15m，倾角，倾角45度以上的钻孔度以上的钻孔1.4.11.4.1瓦斯压力直接测定法3、胶囊、胶囊-粘液封孔粘液封孔Ø该封孔方法是用两个高压注水胶囊作为封孔段的封闭端，再向该封孔方法是用两个高压注水胶囊作为封孔段的封闭端，再向胶囊间的密封段内注入密封液的封孔方法密封液中较大粒径胶囊间的密封段内注入密封液的封孔方法。

密封液中较大粒径的骨料在胶囊充水后的压力下堵在较大裂隙中，阻止密封液在的骨料在胶囊充水后的压力下堵在较大裂隙中，阻止密封液在较大裂隙中的流失；较小粒径的骨料一次充填在较大骨料之间较大裂隙中的流失；较小粒径的骨料一次充填在较大骨料之间形成了一个骨料塞，密封液中的粘液在高压作用下渗过骨料进形成了一个骨料塞，密封液中的粘液在高压作用下渗过骨料进入孔壁微裂隙中入孔壁微裂隙中1.4.11.4.1瓦斯压力直接测定法4、胶圈、胶圈-粘液封孔粘液封孔Ø1980年中国矿业大学的周世宁教授等研制成功胶圈粘液封孔器年中国矿业大学的周世宁教授等研制成功胶圈粘液封孔器其结构图其结构图见下图见下图，用胶圈，用胶圈-粘液封孔器封孔的方法被称为胶圈粘液封孔器封孔的方法被称为胶圈-粘粘液封孔法它的主要封孔原理是：以可膨胀伸缩的胶圈作为封液封孔法它的主要封孔原理是：以可膨胀伸缩的胶圈作为封孔设备，用它封闭高压粘液，再由高压粘液封高压瓦斯，由压孔设备，用它封闭高压粘液，再由高压粘液封高压瓦斯，由压力表测定瓦斯压力胶圈之间充入的高压粘液，还可以封堵周力表测定瓦斯压力胶圈之间充入的高压粘液，还可以封堵周边岩石的裂隙边岩石的裂隙。

1.4.11.4.1瓦斯压力直接测定法5、聚氨酯泡沫封孔、聚氨酯泡沫封孔Ø聚氨酯泡沫封孔是近些年来出现的一种新型封孔方法它的封聚氨酯泡沫封孔是近些年来出现的一种新型封孔方法它的封孔原理是利用聚氨酯的快速膨胀凝固特性实现钻孔的快速密封孔原理是利用聚氨酯的快速膨胀凝固特性实现钻孔的快速密封 1.4.11.4.1瓦斯压力直接测定法各种封孔方法的使各种封孔方法的使用条件及优缺点用条件及优缺点1.4.2间接测定瓦斯压力法1、煤层原始含量：、煤层原始含量：Ø法测定方法及原理法测定方法及原理⑴⑴ 现场钻屑瓦斯解吸现场钻屑瓦斯解吸测量测量⑵⑵ 瓦斯解吸时间的确瓦斯解吸时间的确定定⑶⑶ 瓦斯损失量的计算瓦斯损失量的计算⑷⑷ 根据钻屑解吸速率根据钻屑解吸速率r0 推算瓦斯推算瓦斯 损失量损失量⑸⑸ 瓦斯量换算瓦斯量换算1.4.2间接测定瓦斯压力法ØØ煤层瓦斯含量计煤层瓦斯含量计算算 瓦瓦瓦瓦斯斯斯斯压压压压力力力力反反反反算算算算 1.4.2间接测定瓦斯压力法ØØ统计计算采区总瓦统计计算采区总瓦斯量斯量 ： ∑ ∑Q—Q—采区总瓦斯涌出量，采区总瓦斯涌出量，mm3 3；；掘、掘、回采、回采、采空采空——分别为掘分别为掘进、回采和采空区的总瓦斯涌进、回采和采空区的总瓦斯涌出量，出量，mm3 3；；残残——残存在运出采落煤炭中的瓦残存在运出采落煤炭中的瓦斯含量，斯含量，mm3 3；；X—X—采区内平均每采区内平均每mm3 3煤炭所含的瓦煤炭所含的瓦斯量，斯量，mm3 3/m/m3 3；； ——采区内的煤总体积，采区内的煤总体积，mm3 3。

查右图查右图煤层瓦斯涌出量法Ø这种方法一般只适用于无邻近这种方法一般只适用于无邻近煤层的单一煤层，其优点在于根煤层的单一煤层，其优点在于根据通风报表即可得出煤层瓦斯压据通风报表即可得出煤层瓦斯压力值，不需专门进行测压工作；力值，不需专门进行测压工作；但其缺点是极其粗略但其缺点是极其粗略1.4.2间接测定瓦斯压力法绘图绘图参与瓦斯含量Ø这种测定方法的优点是井下操这种测定方法的优点是井下操作较少，且可适用于煤层测压；作较少，且可适用于煤层测压；但它的缺点是实验室内工作量大但它的缺点是实验室内工作量大，，同时煤结构有变化，且同时煤结构有变化，且t0时间准时间准确性需商榷等确性需商榷等Ø在在岩芯管开始采样前，取样开岩芯管开始采样前，取样开始立即计时，取出煤样后迅速放始立即计时，取出煤样后迅速放入密封罐中，记录从取样倒放入入密封罐中，记录从取样倒放入罐中的时间罐中的时间t0；然后再到实验室；然后再到实验室中测出没有的剩余瓦斯含量测中测出没有的剩余瓦斯含量测完后再充以瓦斯达到某一瓦斯压完后再充以瓦斯达到某一瓦斯压力后，突然释放瓦斯，放散瓦斯力后，突然释放瓦斯，放散瓦斯的时间与的时间与t0相同，然后又测其剩相同，然后又测其剩余瓦斯含量。

如此变换瓦斯压力余瓦斯含量如此变换瓦斯压力重复这一操作几次，绘制出真实重复这一操作几次，绘制出真实瓦斯压力和放散瓦斯时间瓦斯压力和放散瓦斯时间t0后的后的剩余瓦斯含量关系曲线剩余瓦斯含量关系曲线，求出真，求出真实的瓦斯压力实的瓦斯压力1.4.21.4.2间接测定瓦斯压力方法测压地点深度估算法测压地点深度估算法Ø根据已开采深度范围内瓦斯压力与开采深度之间的关系，估计根据已开采深度范围内瓦斯压力与开采深度之间的关系，估计未知开采深度的瓦斯压力值，其关系式为：未知开采深度的瓦斯压力值，其关系式为：式中式中 P—距基表距基表H深处的瓦斯压力，深处的瓦斯压力，MPa；； k—常数，由统计分析或经验得到，应由具体矿井确定；常数，由统计分析或经验得到，应由具体矿井确定； H—距地表的深度，距地表的深度，m 这一估计方法和我国某些瓦斯矿井的情况相符；但是，由于这一估计方法和我国某些瓦斯矿井的情况相符；但是，由于瓦斯压力和地质条件密切联系，因此该方法也仅可作为参考瓦斯压力和地质条件密切联系，因此该方法也仅可作为参考1.5 瓦斯压力测定国家标准瓦斯压力测定国家标准煤层瓦斯自然渗透，测压室煤层瓦斯自然渗透，测压室内平衡的瓦斯压力。

内平衡的瓦斯压力按测压方式；按测压方式；按封孔材料按封孔材料测定地点的选择；测定地点的选择； 测定方法的选择；测定方法的选择；钻孔施工；钻孔施工；封孔施工；封孔施工；瓦斯压力观测与确定瓦斯压力观测与确定测压规范测压规范1.5.11.5.1 测测定原理定原理1.5.21.5.2测压测压方法分类方法分类1.5.31.5.3瓦斯瓦斯压力测定压力测定工艺工艺1.5.1测定原理 通过钻孔揭露煤层，安设测定仪通过钻孔揭露煤层，安设测定仪表并密封钻孔，利用煤层中瓦斯的自表并密封钻孔，利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力衡的瓦斯压力按测压方式按封孔材料1.5.1.5.2 2 测压测压方法分类方法分类1. 主动测压法主动测压法 钻孔封完孔后，通过钻孔向钻孔封完孔后，通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到瓦被测煤层充入补偿气体达到瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力的测压方法补偿气体可选力的测压方法补偿气体可选用高压氮气或其他惰性气体用高压氮气或其他惰性气体补偿气体的充气压力应略高于补偿气体的充气压力应略高于预计煤层瓦斯压力。

预计煤层瓦斯压力2. 被动测压法被动测压法 钻孔封完孔后，通过被测煤钻孔封完孔后，通过被测煤层瓦斯的自然渗透，达到瓦斯层瓦斯的自然渗透，达到瓦斯压力平衡而测定其瓦斯压力的压力平衡而测定其瓦斯压力的测压方法测压方法1. 黄泥、水泥封孔测压法黄泥、水泥封孔测压法 封孔材料为黄泥，水泥或黄泥水泥封孔材料为黄泥，水泥或黄泥水泥混合物，封孔方式为手工操作，主要混合物，封孔方式为手工操作，主要适用于石门揭煤的瓦斯压力测定适用于石门揭煤的瓦斯压力测定2. 胶囊一密封粘液封孔测压法胶囊一密封粘液封孔测压法 封孔材料为胶囊、密封粘液，封孔封孔材料为胶囊、密封粘液，封孔方式为手工操作适用于松软岩层或方式为手工操作适用于松软岩层或煤巷瓦斯压力测定煤巷瓦斯压力测定3. 注浆封孔测压法注浆封孔测压法 封孔材料为膨胀不收缩水泥浆加粘封孔材料为膨胀不收缩水泥浆加粘液，封孔方式为压气注浆器或泥浆泵液，封孔方式为压气注浆器或泥浆泵注浆封孔适用于井下各种条件下的注浆封孔适用于井下各种条件下的瓦斯压力测定，特别适用于近距离煤瓦斯压力测定，特别适用于近距离煤层群分煤层的瓦斯压力测定层群分煤层的瓦斯压力测定。

l测定地点的选择测定地点的选择测定地点的选择测定地点的选择l测定方法的选择测定方法的选择测定方法的选择测定方法的选择l钻孔施工钻孔施工钻孔施工钻孔施工 测压处岩石坚硬、少裂隙，可采用黄泥、水泥封孔测压法；测压处岩石坚硬、少裂隙，可采用黄泥、水泥封孔测压法；在松软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时，钻孔长度在松软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时，钻孔长度≤15m时应采用胶囊一密封粘液封孔测压法；钻孔长度时应采用胶囊一密封粘液封孔测压法；钻孔长度>15m时应采时应采用注浆封孔测压法竖井揭煤可采用注浆封孔测压法；测定邻用注浆封孔测压法竖井揭煤可采用注浆封孔测压法；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；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；测压时间充足时，宜采用被动测压法；测压时间较短时，应采测压时间充足时，宜采用被动测压法；测压时间较短时，应采用主动测压法用主动测压法 钻孔的开孔位置应选在岩石钻孔的开孔位置应选在岩石(煤壁煤壁)完整的位置钻孔施工应完整的位置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钻保证钻孔平直、孔形完整，穿层测压钻孔宜穿煤层全厚。

钻孔施工好后，应立即清洗钻孔，保证钻孔畅通在钻孔施工孔施工好后，应立即清洗钻孔，保证钻孔畅通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煤层厚度，钻孔开钻时间、见煤时间及钻钻孔在煤层中长度煤层厚度，钻孔开钻时间、见煤时间及钻毕时间要求要求要求要求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外，其见煤点的距离除石门测压外应不小于20m；除在煤巷中；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；钻测定本煤层瓦斯压力外，测定地点应选择在石门或岩巷中；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；测孔应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围；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、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；选择瓦斯压力测定地点应保证有足采动及抽放等的影响范围；选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度；瓦斯压力测定地点宜选择在进风系统，行人少够的封孔深度；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。

且便于安设保护栅栏的地方要求要求1.5.3瓦斯压力测定工艺1.5.3瓦斯压力测定工艺l封孔施工封孔施工封孔施工封孔施工l瓦斯压力观测与确定瓦斯压力观测与确定瓦斯压力观测与确定瓦斯压力观测与确定p主动测压法应每天观测一次，被动测压法主动测压法应每天观测一次，被动测压法应至少应至少3天观测一次在观测中发现瓦斯压力天观测一次在观测中发现瓦斯压力值变化较大，则应增加观测次数值变化较大，则应增加观测次数p采用主动测压法时，当煤层的瓦斯压力小采用主动测压法时，当煤层的瓦斯压力小于于4MPa时需时需5~10d；当煤层的瓦斯压力大于；当煤层的瓦斯压力大于4MPa时，则需时，则需20~40d；被动测压法时，则；被动测压法时，则视煤层的瓦斯压力及透气性大小的不同，需视煤层的瓦斯压力及透气性大小的不同，需30d以上p将观测结果绘制在以时间（将观测结果绘制在以时间（d）为横坐标，瓦斯）为横坐标，瓦斯压力（压力（MPa）为纵坐标的坐标图上，当测压时间达）为纵坐标的坐标图上，当测压时间达到规定时，如压力变化小于到规定时，如压力变化小于0.005 MPa/d，测压工，测压工作即可结束；对于上向测压钻孔，在结束测压工作、作即可结束；对于上向测压钻孔，在结束测压工作、撤卸表头时撤卸表头时(撤表头时应制定相应的安全措施撤表头时应制定相应的安全措施)，应，应测量从钻孔中放出的水量，根据钻孔参数、封孔参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。

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；对水平及下向测压孔则以测定值作为瓦斯压力值；同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果封孔深度封孔深度A. 封孔深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以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：下要求：a) 黄泥、水泥封孔测压法的封孔深度应不小于黄泥、水泥封孔测压法的封孔深度应不小于5m；；b) 胶囊胶囊-粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应不小于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注浆封孔测压法的封孔深度不小于12m，煤层群分层测压，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；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应尽可能加长测压钻孔的封孔深度B. 本煤层测压孔封孔应保证其测压气室长不小于本煤层测压孔封孔应保证其测压气室长不小于1.5 m，穿，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。

要求要求要求要求1.6 1.6 淮北矿区瓦斯测压难点淮北矿区瓦斯测压难点测压测压难点难点Ø淮北矿区煤层顶底板淮北矿区煤层顶底板含水层较多且破碎岩层含水层较多且破碎岩层较为发育，封孔时易漏较为发育，封孔时易漏浆，影响封孔质量浆，影响封孔质量Ø断层和破断层和破碎岩层多碎岩层多Ø钻孔出水会增钻孔出水会增加封孔难度，影加封孔难度，影响封孔效果响封孔效果Ø钻孔出水会增钻孔出水会增加封孔难度，影加封孔难度，影响封孔效果响封孔效果Ø淮北矿区煤层淮北矿区煤层顶底板含水层较顶底板含水层较多，地层中岩石多，地层中岩石含水较大含水较大1.7 淮北矿业集团瓦斯压力测定方法1.7.1测压地点选择测压地点选择1.7.2测压方法选择测压方法选择1.7.3钻孔施工钻孔施工1.7.4封孔工艺封孔工艺l仰孔封孔工艺仰孔封孔工艺l俯孔封孔工艺俯孔封孔工艺1.7.5瓦斯压力观测瓦斯压力观测l装表测压及补充氮气装表测压及补充氮气 l测压管理测压管理l瓦斯压力观测瓦斯压力观测l瓦斯压力确定方法瓦斯压力确定方法1.7.1 测压地点选择测压地点选择的原则测压地点选择的原则Ø同一地点应施工不少于两个测压钻孔，钻孔口距离应在其相互同一地点应施工不少于两个测压钻孔，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影响范围外，其见煤点的距离除石门测压外应不小于20m。

石石门揭煤瓦斯压力测定按《防治煤与瓦斯突出规定》门揭煤瓦斯压力测定按《防治煤与瓦斯突出规定》(简称《规定简称《规定》》)的有关规定进行的有关规定进行Ø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岩巷中Ø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Ø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、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采动及抽放等的影响范围1.7.1 测压地点选择测压地点选择的原则测压地点选择的原则Ø选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度Ø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栅栏的地方Ø在煤层顶底板无含水层、构造带、裂隙带的测压处，可采用速在煤层顶底板无含水层、构造带、裂隙带的测压处，可采用速凝膨胀水泥封孔测压法在煤层顶地板有含水层的测压处，可凝膨胀水泥封孔测压法在煤层顶地板有含水层的测压处，可采用全孔注浆采用全孔注浆—扫孔扫孔—注水泥浆封孔测压法。

注水泥浆封孔测压法 1.7.3 1.7.3 钻孔施工ØØ速凝膨胀水泥封孔测压法测压钻孔施工工序速凝膨胀水泥封孔测压法测压钻孔施工工序速凝膨胀水泥封孔测压法测压钻孔施工工序速凝膨胀水泥封孔测压法测压钻孔施工工序 ü开孔选择开孔选择Ф75mm的钻头钻进钻进中要及时根据钻的钻头钻进钻进中要及时根据钻屑特征判断钻孔地质情况，参照地质柱状图比对分析屑特征判断钻孔地质情况，参照地质柱状图比对分析钻孔的实际地质构造；钻孔的实际地质构造；ü要准确记录钻孔情况，包括钻进速度，有无卡钻、抱要准确记录钻孔情况，包括钻进速度，有无卡钻、抱钻、顶钻等情况；钻、顶钻等情况；ü要准确记录钻孔见煤时间、见煤点、穿煤长度等参数；要准确记录钻孔见煤时间、见煤点、穿煤长度等参数；ü钻孔应穿过煤层顶板钻孔应穿过煤层顶板0.5m（仰角）或底板（仰角）或底板0.5m（俯（俯角）如遇煤层顶、底板含水，钻孔也可不穿透煤层，角）如遇煤层顶、底板含水，钻孔也可不穿透煤层，防止顶底板水进入测压腔影响测压准确性防止顶底板水进入测压腔影响测压准确性钻孔位置及钻钻孔位置及钻孔参数确定孔参数确定 钻孔施工钻孔施工 钻孔清理钻孔清理ü根据预测压地点的根据预测压地点的《《地质说明书地质说明书》》编制钻孔设计，钻孔编制钻孔设计，钻孔设计必须明确开孔位置、方位、角度、钻进深度；设计必须明确开孔位置、方位、角度、钻进深度；ü终孔后退出钻具，必要时利用压风进行清孔，将孔内水终孔后退出钻具，必要时利用压风进行清孔，将孔内水和钻屑排出钻孔。

和钻屑排出钻孔1.7.3 1.7.3 钻孔施工ØØ全孔注浆全孔注浆全孔注浆全孔注浆——扫孔扫孔扫孔扫孔——注水泥浆封孔测压法测压钻孔施工工序注水泥浆封孔测压法测压钻孔施工工序注水泥浆封孔测压法测压钻孔施工工序注水泥浆封孔测压法测压钻孔施工工序 ü开孔选择开孔选择Ф113mm钻头钻进钻头钻进6～～8m深停止，退出钻具；深停止，退出钻具；ü清理净钻屑后，将孔口管送入孔内，用速凝水泥固定，清理净钻屑后，将孔口管送入孔内，用速凝水泥固定，外露长度外露长度100～～200mm，再用泥浆泵注入水泥浆（水：，再用泥浆泵注入水泥浆（水：水泥＝水泥＝1：：1.5）加固孔口管（＞）加固孔口管（＞40°的仰角孔在孔口管和的仰角孔在孔口管和孔壁之间插入孔壁之间插入4分铁管注浆，分铁管注浆，≤40°仰角孔和俯角孔在孔口仰角孔和俯角孔在孔口管内注浆），对于直到孔口管外不再漏浆为止；管内注浆），对于直到孔口管外不再漏浆为止；ü待加固孔口管的水泥浆凝固后（一般待加固孔口管的水泥浆凝固后（一般24h），用），用Ф75mm钻头扫孔到钻头扫孔到6.5m处停止钻进，退出钻具；处停止钻进，退出钻具；ü用注浆泵注水对孔口管做耐压试验（耐压用注浆泵注水对孔口管做耐压试验（耐压≥8MPa，稳定，稳定时间时间≥10min），试验合格方可继续钻进。

否则，重新注），试验合格方可继续钻进否则，重新注浆加固，重新试验，直至试验合格；浆加固，重新试验，直至试验合格；ü钻孔施工到接近煤层时停止钻进，退出钻具将孔口管钻孔施工到接近煤层时停止钻进，退出钻具将孔口管封堵，连接注浆泵，再次进行耐压试验；封堵，连接注浆泵，再次进行耐压试验；钻孔位置及钻钻孔位置及钻孔参数确定孔参数确定 钻孔施工钻孔施工ü根据预测压地点的根据预测压地点的《《地质说明书地质说明书》》编制钻孔设计，钻孔设编制钻孔设计，钻孔设计必须明确开孔位置、方位、角度、钻进深度；计必须明确开孔位置、方位、角度、钻进深度；1.7.3 1.7.3 钻孔施工ØØ全孔注浆全孔注浆全孔注浆全孔注浆——扫孔扫孔扫孔扫孔——注水泥浆封孔测压法测压钻孔施工工序注水泥浆封孔测压法测压钻孔施工工序注水泥浆封孔测压法测压钻孔施工工序注水泥浆封孔测压法测压钻孔施工工序 ü试验合格后，利用注浆泵向孔内注入水泥浆（耐压试验合格后，利用注浆泵向孔内注入水泥浆（耐压≥8MPa，水泥浆配比为，水：水泥＝，水泥浆配比为，水：水泥＝1：：0.5～～1：：1.5）；）；ü待水泥浆凝固后（一般待水泥浆凝固后（一般24h），以原孔方位、角度进行），以原孔方位、角度进行扫孔，用扫孔，用Φ75mm钻头钻进至接近煤层处；钻头钻进至接近煤层处；ü退出钻具退出钻具30min后观察孔口是否有水流出。

如有则重复后观察孔口是否有水流出如有则重复 上两步骤，直至孔口不流水；上两步骤，直至孔口不流水；ü确定堵水成功后，继续用确定堵水成功后，继续用Φ75mm钻头钻进，钻孔应穿钻头钻进，钻孔应穿过煤层顶板过煤层顶板0.5m（仰角）或底板（仰角）或底板0.5m（俯角）如遇（俯角）如遇煤层顶、底板含水，钻孔也可不穿透煤层，防止顶底板煤层顶、底板含水，钻孔也可不穿透煤层，防止顶底板水进入测压腔影响测压准确性水进入测压腔影响测压准确性 钻孔施工钻孔施工 耐压实验耐压实验ü终孔后退出钻具，必要时利用压风进行清孔，将孔内水和终孔后退出钻具，必要时利用压风进行清孔，将孔内水和钻屑排出钻孔钻屑排出钻孔1.7.4 1.7.4 封孔工艺l l仰孔封孔工艺仰孔封孔工艺 ü仰仰孔孔打打好好后后，，如如果果孔孔内内没没有有出出水水可可以以实实施施测测压压管管路路铺铺设设并并实实施施注注浆浆封封孔孔具具体体操操作作步步骤骤为为：：管管路路铺铺设设 密密封封孔孔口口 注注浆浆封封孔孔 安安装压力表装压力表ü具体封孔施工步骤如下：具体封孔施工步骤如下： 管路铺设要在封孔之前管路铺设要在封孔之前完成。

铺设的管路包括：完成铺设的管路包括：A型测压管、检查管型测压管、检查管（又称回浆管）、注浆（又称回浆管）、注浆管它们分别完成测定管它们分别完成测定瓦斯压力、标定浆液在瓦斯压力、标定浆液在孔内位置、向孔内注入孔内位置、向孔内注入浆液具体施浆液具体施工步骤如下：工步骤如下：仰孔封孔测压示意图仰孔封孔测压示意图Ø 管路铺设管路铺设1.7.4 1.7.4 封孔工艺l l仰孔封孔工艺仰孔封孔工艺 具体施工步骤如下：具体施工步骤如下：ü根据钻孔深度确定测压管、回浆管的长度测压管应根据钻孔深度确定测压管、回浆管的长度测压管应进入煤层，回浆管长度小于测压管进入煤层，回浆管长度小于测压管0.5m0.5m；；ü回浆管每段之间用直通连接；回浆管每段之间用直通连接；ü将测压管用将测压管用1212号铁丝绑扎在回浆管上送入孔内，每隔号铁丝绑扎在回浆管上送入孔内，每隔2m2m绑定一次，确保不发生滑移；绑定一次，确保不发生滑移；ü将测压管和回浆管送到预定位置后外露长度不小于将测压管和回浆管送到预定位置后外露长度不小于300mm300mm；；ü将注浆管送入孔内，外露长度不小于将注浆管送入孔内，外露长度不小于300mm300mm。

1.7.4 1.7.4 封孔工艺l l仰孔封孔工艺 Ø 密封孔口密封孔口将浸透水的速凝水泥塞入孔中，用木棍将将浸透水的速凝水泥塞入孔中，用木棍将其向孔深处塞实，进入孔内其向孔深处塞实，进入孔内0.5~0.7m，固，固定好孔口定好孔口Ø 注浆封孔注浆封孔注浆封孔：待速凝水泥凝固后，向孔内注注浆封孔：待速凝水泥凝固后，向孔内注浆进行封孔水泥浆配比（重量比）：浆进行封孔水泥浆配比（重量比）： 特特种膨胀水泥：水＝种膨胀水泥：水＝110：：80Ø安装压力表安装压力表待水泥浆凝固后（一般待水泥浆凝固后（一般24h）1.7.4 1.7.4 封孔工艺l l仰孔封孔工艺 üü 如果钻孔周边岩石没有裂隙，注浆施工步骤如下：如果钻孔周边岩石没有裂隙，注浆施工步骤如下：如果钻孔周边岩石没有裂隙，注浆施工步骤如下：如果钻孔周边岩石没有裂隙，注浆施工步骤如下： üü开动注浆泵，向孔内注入水泥浆液；开动注浆泵，向孔内注入水泥浆液；开动注浆泵，向孔内注入水泥浆液；开动注浆泵，向孔内注入水泥浆液；üü认真观察回浆管返浆情况，发现返浆立即关闭回浆管阀门，停止注浆，关闭注认真观察回浆管返浆情况，发现返浆立即关闭回浆管阀门，停止注浆，关闭注认真观察回浆管返浆情况，发现返浆立即关闭回浆管阀门，停止注浆，关闭注认真观察回浆管返浆情况，发现返浆立即关闭回浆管阀门，停止注浆，关闭注浆管阀门；浆管阀门；浆管阀门；浆管阀门；üü安装压力表：待水泥浆凝固后（一般安装压力表：待水泥浆凝固后（一般安装压力表：待水泥浆凝固后（一般安装压力表：待水泥浆凝固后（一般24h24h）。

üü 如果钻孔周边岩石有裂隙，注浆时周围出现漏浆时，应采取间歇式注浆，如果钻孔周边岩石有裂隙，注浆时周围出现漏浆时，应采取间歇式注浆，如果钻孔周边岩石有裂隙，注浆时周围出现漏浆时，应采取间歇式注浆，如果钻孔周边岩石有裂隙，注浆时周围出现漏浆时，应采取间歇式注浆，其施工步骤如下：其施工步骤如下：其施工步骤如下：其施工步骤如下：üü开动注浆泵，向孔内注入水泥浆液，发现孔口周围岩石裂隙漏浆时停止注浆；开动注浆泵，向孔内注入水泥浆液，发现孔口周围岩石裂隙漏浆时停止注浆；开动注浆泵，向孔内注入水泥浆液，发现孔口周围岩石裂隙漏浆时停止注浆；开动注浆泵，向孔内注入水泥浆液，发现孔口周围岩石裂隙漏浆时停止注浆；üü向水泥浆液中掺混木屑或细沙，也可加入少量的粘稠剂（如水玻璃）等，并搅向水泥浆液中掺混木屑或细沙，也可加入少量的粘稠剂（如水玻璃）等，并搅向水泥浆液中掺混木屑或细沙，也可加入少量的粘稠剂（如水玻璃）等，并搅向水泥浆液中掺混木屑或细沙，也可加入少量的粘稠剂（如水玻璃）等，并搅拌均匀；拌均匀；拌均匀；拌均匀；üü实施间歇式注浆，每隔实施间歇式注浆，每隔实施间歇式注浆，每隔实施间歇式注浆，每隔2 2～～～～3min3min注一次浆，注浆量视漏浆情况确定，不再有漏注一次浆，注浆量视漏浆情况确定，不再有漏注一次浆，注浆量视漏浆情况确定，不再有漏注一次浆，注浆量视漏浆情况确定，不再有漏浆时实施连续注浆；浆时实施连续注浆；浆时实施连续注浆；浆时实施连续注浆；üü安装压力表：待水泥浆凝固后（一般安装压力表：待水泥浆凝固后（一般安装压力表：待水泥浆凝固后（一般安装压力表：待水泥浆凝固后（一般24h24h）。

1.7.4 1.7.4 封孔工艺l l俯孔封孔工艺俯孔封孔工艺 封孔材料主要有水泥、棉絮及水玻璃，见下图，钻孔具体封孔步骤如下：封孔材料主要有水泥、棉絮及水玻璃，见下图，钻孔具体封孔步骤如下：俯俯孔孔封封孔孔测测压压示示意意 图图管路铺设灌浆封孔密封孔口安装压力表1.7.4 1.7.4 封孔工艺l l俯孔封孔工艺 管路铺设管路铺设ü根据钻孔深度确定测压管长度测压管应进入煤层；根据钻孔深度确定测压管长度测压管应进入煤层；ü距测压管底端距测压管底端3000mm位置包缠棉纱，按照逆时针方向围绕位置包缠棉纱，按照逆时针方向围绕测压管缠绕，形成马尾状，大小以能通过孔径为宜；测压管缠绕，形成马尾状，大小以能通过孔径为宜；ü将测压管送入预定位置后顺时针旋转并反复抽拉至稳固，外将测压管送入预定位置后顺时针旋转并反复抽拉至稳固，外露长度不小于露长度不小于300mm密封孔口密封孔口ü将浸透水的速凝水泥塞入孔中，用木棍将其向孔深处塞实，将浸透水的速凝水泥塞入孔中，用木棍将其向孔深处塞实，进入孔内进入孔内0.5~0.7m，固定好孔口，固定好孔口 注浆封孔注浆封孔ü注浆封孔：待速凝水泥凝固后，向孔内注浆进行封孔。

水注浆封孔：待速凝水泥凝固后，向孔内注浆进行封孔水泥浆配比（重量比）：泥浆配比（重量比）： 特种膨胀水泥：水＝特种膨胀水泥：水＝110：：80安装压力表安装压力表ü待水泥浆凝固后（一般待水泥浆凝固后（一般24h）1.7.51.7.5 瓦斯压力观测 l l装表测压及补充氮气Ø用高压胶管作为测压管时，需要使用高压胶管作为测压管时，需要使用配套的连接配件连接压力开关连用配套的连接配件连接压力开关连接在三通的一端（如上图所示）主要接在三通的一端（如上图所示）主要作用是：当装好压力表后，管内可能作用是：当装好压力表后，管内可能存在少许积水，影响测量结果这时存在少许积水，影响测量结果这时候可以打开压力开关，将水放出还候可以打开压力开关，将水放出还可用来连接氮气或二氧化碳钢瓶，向可用来连接氮气或二氧化碳钢瓶，向测压室内充入氮气测压室内充入氮气Ø注浆封孔完成后，将压力表连接到注浆封孔完成后，将压力表连接到测压管路上；连接压力表三通上的一测压管路上；连接压力表三通上的一端与一个压力表开关相连（如下图）；端与一个压力表开关相连（如下图）；将高压氮气钢瓶和压力表开关相连；将高压氮气钢瓶和压力表开关相连；打开氮气钢瓶和压力表开关立刻向孔打开氮气钢瓶和压力表开关立刻向孔内注入氮气（以预估煤层瓦斯压力的内注入氮气（以预估煤层瓦斯压力的1.21.2倍为宜），然后关闭压力表开关倍为宜），然后关闭压力表开关阀，停止注氮。

阀，停止注氮1.7.5 1.7.5 瓦斯压力观测 l l瓦斯压力观测 前期（前期（72h内）一小班一次，之后每天观测一次如发现瓦斯压力内）一小班一次，之后每天观测一次如发现瓦斯压力值变化较大，则应增加观测次数值变化较大，则应增加观测次数瓦斯压力记录表的格式如下表瓦斯压力记录表的格式如下表l测压管理必须设专人负责瓦斯压力的测定工作必须设专人负责瓦斯压力的测定工作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1.7.5 1.7.5 瓦斯压力观测 l l瓦斯压力确定方法 a) 将观测结果绘制在以时间（将观测结果绘制在以时间（d）为横坐标，瓦斯压力）为横坐标，瓦斯压力（（MPa）为纵坐标的坐标图上，当测压时间达到的规定，如）为纵坐标的坐标图上，当测压时间达到的规定，如压力变化小于压力变化小于0.005 MPa/d，测压工作即可结束；，测压工作即可结束；b））分析瓦斯压力分析瓦斯压力—时间曲线，正常的情况应该是瓦斯压力时间曲线，正常的情况应该是瓦斯压力逐渐上升，在数天后达到稳定值，该值为真实的煤层瓦斯压逐渐上升，在数天后达到稳定值，该值为真实的煤层瓦斯压力；如果瓦斯压力上升很快，在不到一天的时间就达到稳定，力；如果瓦斯压力上升很快，在不到一天的时间就达到稳定，并且钻孔有水，则可能是含水层承压水压力，不是真正的煤并且钻孔有水，则可能是含水层承压水压力，不是真正的煤层瓦斯压力。

层瓦斯压力c) 同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果二、煤层瓦斯二、煤层瓦斯含量测定含量测定概述概述煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定 2.12.22.12.1概述概述概念及意义概念及意义Ø 1）概念：单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦）概念：单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦 斯量斯量(标准状态下的瓦斯体积标准状态下的瓦斯体积)，包括游离瓦斯和吸附瓦斯两，包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分Ø2）意义：煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数）意义：煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据，是矿井瓦斯抽放设计的重要参数之一因此，测量煤层据，是矿井瓦斯抽放设计的重要参数之一因此，测量煤层中的瓦斯压力，估算煤层中的瓦斯含量是矿井瓦斯防治的一中的瓦斯压力，估算煤层中的瓦斯含量是矿井瓦斯防治的一项十分重要的工作项十分重要的工作Ø3）根据方法特点：）根据方法特点： （（1）直接测定法，该法比较简单，直接从煤、岩试样中）直接测定法，该法比较简单，直接从煤、岩试样中抽出瓦斯，测定其成分和瓦斯含量抽出瓦斯，测定其成分和瓦斯含量 （（2）间接测定方法，比较复杂，先测定孔隙率、）间接测定方法，比较复杂，先测定孔隙率、a、、b值，值，煤的工业分析，再计算瓦斯含量。

煤的工业分析，再计算瓦斯含量2.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定l 直接法测定，煤层瓦斯含量井下直接测定方法直接法测定，煤层瓦斯含量井下直接测定方法（（GBT 23250-2009））2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定1、采样、采样Ø 采样准备采样准备：： 1）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可以通过向煤样罐注空气至性检测可以通过向煤样罐注空气至1.5MPa以上，关闭后搁置以上，关闭后搁置12h，压，压力不降低方可使用不应在丝扣及胶垫上涂润滑油力不降低方可使用不应在丝扣及胶垫上涂润滑油 2）解吸仪在使用前，将量管内灌满水，放置）解吸仪在使用前，将量管内灌满水，放置10min量筒水面不降量筒水面不降低为合格低为合格2）意义：煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数）意义：煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据，是矿井瓦斯抽放设计的重要参数之一因此，测量煤层中的瓦据，是矿井瓦斯抽放设计的重要参数之一因此，测量煤层中的瓦斯压力，估算煤层中的瓦斯含量是矿井瓦斯防治的一项十分重要的斯压力，估算煤层中的瓦斯含量是矿井瓦斯防治的一项十分重要的工作。

工作Ø煤样采集煤样采集：： 1)采样钻孔布置：同一地点应布置两个取样钻孔，取样点间距不采样钻孔布置：同一地点应布置两个取样钻孔，取样点间距不小于小于5m. 2)在石门或岩石巷道可打穿层钻孔取煤样，在新暴露的煤巷中应在石门或岩石巷道可打穿层钻孔取煤样，在新暴露的煤巷中应首选煤芯采取器（简称煤芯管）或其他定点取样装置定点采集煤样首选煤芯采取器（简称煤芯管）或其他定点取样装置定点采集煤样2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定1、采样、采样Ø 采样深度：采样深度： 采样深度应按以下两种情况确定：采样深度应按以下两种情况确定：（（1）测定煤层原始瓦斯含量时，采样深度应超过钻孔施工地点）测定煤层原始瓦斯含量时，采样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：巷道的影响范围，并满足以下要求：ü在采掘工作面取样时，采样深度应根据采掘工作面的暴露在采掘工作面取样时，采样深度应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不应小于时间来确定，但不应小于12m；；ü在石门或岩石巷道采样时，距离煤层的垂直距离应视岩性在石门或岩石巷道采样时，距离煤层的垂直距离应视岩性而定，但不应小于而定，但不应小于5m。

2）抽采后煤层残余瓦斯含量测定时，采样深度应符合）抽采后煤层残余瓦斯含量测定时，采样深度应符合AQ1026的规定 Ø采样时间采样时间: 采样时间是指用于瓦斯含量测定的煤样从暴露到被装入煤样罐密采样时间是指用于瓦斯含量测定的煤样从暴露到被装入煤样罐密封所用的实际时间，不应超过封所用的实际时间，不应超过5min.2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定1、采样、采样Ø 采样要求：采样要求： 1）对于柱状煤芯，采取中间不含矸石的完整的部分；）对于柱状煤芯，采取中间不含矸石的完整的部分； 2) 对于粉状及块状煤芯，要删除矸石及研磨烧焦部分；对于粉状及块状煤芯，要删除矸石及研磨烧焦部分； 3）不应用水清洗煤样，保持自然状态装入密封罐中，不可压实，）不应用水清洗煤样，保持自然状态装入密封罐中，不可压实，罐口保留约罐口保留约10mm空隙；空隙；Ø采样记录：采样时，应同时收集以下有关参数记录在采样记录表中采样记录：采样时，应同时收集以下有关参数记录在采样记录表中(参见附录参见附录A) 1) 采样地点：矿井名称、煤层名称、埋深（地面标高、底板标采样地点：矿井名称、煤层名称、埋深（地面标高、底板标高）、采样深度、钻孔方位、钻孔倾角；高）、采样深度、钻孔方位、钻孔倾角； 2）采样时间：取样开始时间、取样结束时间、装样结束时间；）采样时间：取样开始时间、取样结束时间、装样结束时间； 3)编号：煤样罐号、样品编号。

编号：煤样罐号、样品编号 2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定2、井下自然瓦斯解吸量测定、井下自然瓦斯解吸量测定Ø 井下自然解吸瓦斯量采用排水集气法，瓦斯解吸仪与煤样井下自然解吸瓦斯量采用排水集气法，瓦斯解吸仪与煤样罐连接；罐连接；Ø 每间隔一定时间记录量管读书及测定时间，连续观测每间隔一定时间记录量管读书及测定时间，连续观测（（60~120））min或解吸量小于或解吸量小于2cm2/min为止，开始观测前为止，开始观测前30min内，间隔内，间隔1min读一次数，以后每隔（读一次数，以后每隔（2~5））min读一次读一次数，将观测结果填写到测定记录表中（见附录数，将观测结果填写到测定记录表中（见附录B），同时节），同时节理气温、水温及大气压力理气温、水温及大气压力 Ø测定结束后，密封煤样罐，并将煤样罐沉入清水中，仔细测定结束后，密封煤样罐，并将煤样罐沉入清水中，仔细观测观测10min，如果发现有气泡冒出，则该试样作废应重新测，如果发现有气泡冒出，则该试样作废应重新测试；如果不漏气，送实验室继续测定试；如果不漏气，送实验室继续测定2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定2、井下自然瓦斯解吸量测定、井下自然瓦斯解吸量测定测测试试过过程程演演示示2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定3、损失量计算、损失量计算Ø试验和理论分析结果表明，煤样在刚开始暴露的一段时间内，累试验和理论分析结果表明，煤样在刚开始暴露的一段时间内，累计解吸的瓦斯量与煤样解吸时间的平方根成正比例，即：计解吸的瓦斯量与煤样解吸时间的平方根成正比例，即： Vz——煤样自暴露时起到解吸测定进行时间为煤样自暴露时起到解吸测定进行时间为t时的瓦斯总解时的瓦斯总解吸体积，吸体积，ml；； t0——煤样在解吸测定前的暴露时间，煤样在解吸测定前的暴露时间，min；； t1——提钻时间，据经验煤样在钻孔的暴露时间取为，提钻时间，据经验煤样在钻孔的暴露时间取为，min；； t2——解吸测定前煤样在地面的暴露时间，解吸测定前煤样在地面的暴露时间，min；； t——煤样解吸测定的时间，煤样解吸测定的时间，min；； k——比例常数，。

比例常数，2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定3、损失量计算、损失量计算Ø解吸实验测出的瓦斯解吸量解吸实验测出的瓦斯解吸量V仅为仅为煤样总解吸量煤样总解吸量Vz的一部分，仅是的一部分，仅是t0到到t那部分解吸量，解吸测定前煤样那部分解吸量，解吸测定前煤样在暴露时间在暴露时间t0时已损失的瓦斯量时已损失的瓦斯量 因此因此Ø 从现场应用该法的来看，损失瓦从现场应用该法的来看，损失瓦量量占煤样总瓦斯量的量量占煤样总瓦斯量的10%～～50%应尽量减少煤样的暴露时间，尽量应尽量减少煤样的暴露时间，尽量选取较大粒度的煤样，以减小瓦斯选取较大粒度的煤样，以减小瓦斯损失量在煤样总瓦斯量中所占的比损失量在煤样总瓦斯量中所占的比重2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定4、实验室脱气及气体成分分析、实验室脱气及气体成分分析Ø经过解吸测定结束后的煤样，在密封状态下应尽快送到试验室经过解吸测定结束后的煤样，在密封状态下应尽快送到试验室进行加热（进行加热（95℃）真空脱气，脱气完后将煤样粉碎，再进行一次）真空脱气，脱气完后将煤样粉碎，再进行一次脱气，最后进行气体组分分析脱气、粉碎和气体分析方法与测脱气，最后进行气体组分分析。

脱气、粉碎和气体分析方法与测残存瓦斯含量时相同残存瓦斯含量时相同2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定4、实验室脱气及气体成分分析、实验室脱气及气体成分分析实实验验室室脱脱气气演演示示2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定5、煤层瓦斯含量计算、煤层瓦斯含量计算X0—煤样的原始瓦斯含量，煤样的原始瓦斯含量，ml/g;V1—煤样解吸测定中累计解吸出的瓦斯体积，煤样解吸测定中累计解吸出的瓦斯体积，ml；；V2—计算出的瓦斯损失量，计算出的瓦斯损失量，ml；；V3—煤样粉碎前的脱出量，煤样粉碎前的脱出量，ml；；V4—煤样粉碎后的脱出量，煤样粉碎后的脱出量，ml；；G—煤样重量，煤样重量，g；；2.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定l 间接法测定：间接法测定： （（1）根据瓦斯压力和煤吸附等温曲线确定瓦斯）根据瓦斯压力和煤吸附等温曲线确定瓦斯含量；含量； （（2）含量系数法；）含量系数法； （（3）根据煤残存瓦斯量推算煤层瓦斯含量）根据煤残存瓦斯量推算煤层瓦斯含量2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定1、根据瓦斯压力和煤吸附等温曲线确定瓦斯含量、根据瓦斯压力和煤吸附等温曲线确定瓦斯含量式中式中 X—纯煤（煤中可燃质）的瓦斯含量，纯煤（煤中可燃质）的瓦斯含量，m3/t；； p—煤层瓦斯压力，煤层瓦斯压力，MPa；；　　a—吸附常数，试验温度下煤的极限吸附量，吸附常数，试验温度下煤的极限吸附量，m3/t；；　　b—吸附常数，吸附常数，MPa-1；；　　ts—试验室作吸附试验的温度，试验室作吸附试验的温度，℃；；　　t—井下煤体温度，井下煤体温度，℃；；　　Mad—煤中水分含量，煤中水分含量，%；； n—系数，按下式确定：系数，按下式确定： K----煤的孔隙容积，煤的孔隙容积，m3/t；； k----甲烷压缩系数，由相关数表查的。

甲烷压缩系数，由相关数表查的 ( ( (可燃质可燃质可燃质可燃质) ) ) )式中　式中　 X0——原煤瓦斯含量，原煤瓦斯含量，m3/t；； X ——可燃基瓦斯含量，可燃基瓦斯含量，m3/t；；　　 Aad——煤中灰分含量，煤中灰分含量，%；；　　 Mad——煤中水分含量，煤中水分含量，%2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定2、含量系数法、含量系数法中国矿业大学周世宁提出：中国矿业大学周世宁提出：式中　式中　　　X——煤层瓦斯含量，煤层瓦斯含量，m3/t；；　　　　　　　　p——煤层瓦斯压力，煤层瓦斯压力，MPa；；　　　　　　 α——煤的瓦斯含量系数，煤的瓦斯含量系数， 2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定2、含量系数法、含量系数法测试步骤：测试步骤： (1) 在掘进巷道的新鲜暴露煤面，用煤电钻打眼采煤样，煤样粒在掘进巷道的新鲜暴露煤面，用煤电钻打眼采煤样，煤样粒度为度为0.1～～0.2mm，重量为，重量为60～～75g，装入密封罐装入密封罐 (2) 用井下钻孔自然涌出的瓦斯作为瓦斯源，用特制的高压打气筒，用井下钻孔自然涌出的瓦斯作为瓦斯源，用特制的高压打气筒，将钻孔涌出的瓦斯打入密封罐内。

为了排除气筒和罐内残存的空气，将钻孔涌出的瓦斯打入密封罐内为了排除气筒和罐内残存的空气，应先用瓦斯清洗气筒和煤样罐数次，然后向煤样正式注入瓦斯特应先用瓦斯清洗气筒和煤样罐数次，然后向煤样正式注入瓦斯特制打气筒打气最高压力达制打气筒打气最高压力达2.5MPa时，即可满足测定含量系数的要求时，即可满足测定含量系数的要求 (3) 煤样罐充气达煤样罐充气达2.5MPa时，即关闭罐的阀门，然后送入试验室时，即关闭罐的阀门，然后送入试验室在简易测定装置上测定调至不同平衡瓦斯压力下煤样所解吸出的瓦在简易测定装置上测定调至不同平衡瓦斯压力下煤样所解吸出的瓦斯量最后按式求出平均的煤的瓦斯含量系数斯量最后按式求出平均的煤的瓦斯含量系数α值2.22.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定3、根据煤残存瓦斯量推算煤层瓦斯含量、根据煤残存瓦斯量推算煤层瓦斯含量波兰提出：波兰提出： 在正常作业的掘进工作面，在煤壁暴露在正常作业的掘进工作面，在煤壁暴露30min后，从煤层顶部和后，从煤层顶部和底部各取一个煤样，装入密封罐，送入试验室测定煤的残存瓦斯含底部各取一个煤样，装入密封罐，送入试验室测定煤的残存瓦斯含量。

如工作面煤壁暴露时间已超过量如工作面煤壁暴露时间已超过30min，则采样时应把工作面煤壁，则采样时应把工作面煤壁清除清除0.2～～0.3m深，再采煤样深，再采煤样1)(1)当实测煤的残存量小于当实测煤的残存量小于3m3m3 3/t/t2)(2)当实测煤的残存量大于当实测煤的残存量大于3m3m3 3/t/tX X0 0——纯煤原始瓦斯含量，纯煤原始瓦斯含量，m m3 3/t/t；；X Xc c——实测煤的残存瓦斯含量，实测煤的残存瓦斯含量，m m3 3/t/t三、煤层透气三、煤层透气性系数性系数测定原理测定原理测定方法测定方法 3.13.23.1 3.1 测定原理测定原理 煤是一种多孔介煤是一种多孔介质，在一定的，在一定的压力梯度下，气体和液体可力梯度下，气体和液体可以在煤体中流以在煤体中流动煤层透气性是煤透气性是煤层对瓦斯流瓦斯流动的阻力，通常的阻力，通常用透气性系数来表示透气性系数越大，瓦斯在煤用透气性系数来表示透气性系数越大，瓦斯在煤层中流中流动越越容易 煤煤层透气性系数透气性系数λ在我国普遍用的在我国普遍用的单位是位是m2/MPa2.d 物理意物理意义：：在在1米米长的煤体上，当的煤体上，当压力平方差力平方差为1 MPa2时，，通通过1m2煤煤层断面，每日流断面，每日流过的瓦斯立方米数。

的瓦斯立方米数1m2/MPa2.d相相当于当于0.025mD(毫达西毫达西)3.1 3.1 测定原理测定原理K K K K计算公式计算公式计算公式计算公式( ( ( (径向稳定流径向稳定流径向稳定流径向稳定流) ) ) )式中式中 K-----煤样的透气性系数，煤样的透气性系数，D(达西达西)；； μ----在试验温度条件下，瓦斯的绝对粘度，在试验温度条件下，瓦斯的绝对粘度，10-3Pa·S；； P1、、P2----煤样瓦斯入口和出口端的瓦斯压力，煤样瓦斯入口和出口端的瓦斯压力，Mpa；； Pa-------大气压力，大气压力，0.1Mp；； Q--------瓦斯流量，瓦斯流量，cm3/s；； L--------煤样长度，煤样长度，cm；； F--------煤样断面积，煤样断面积，cm2；；3.2 3.2 测定方法测定方法测定方法测定方法测定方法测定方法(1)(1)打钻测定煤层瓦斯压力打钻测定煤层瓦斯压力2)(2)卸压测定钻孔瓦斯流量卸压测定钻孔瓦斯流量3)(3)测定煤层瓦斯含量系数测定煤层瓦斯含量系数。

4)(4)煤层透气性系数计算方法煤层透气性系数计算方法( (径向非稳定流径向非稳定流) ) 中国矿业大学在实验室用相似模拟试验方法进行试中国矿业大学在实验室用相似模拟试验方法进行试验，并以相似准数表达了试验的结果验，并以相似准数表达了试验的结果3.2 3.2 测定方法测定方法径向不稳定流计算公式F0=10-2～～1，， λ=A1.61B0.61 F0=1～～10，， λ=A1.39B0.39 F0=10～～102 λ=1.1A1.25B0.25 F0=102～～103，， λ=1.83A1.14B0.137 F0=103～～105，， λ=2.1A1.11B0.111 F0=105～～107，， λ=3.14A1.07B0.07P P0 0----煤层原始绝对瓦斯压力煤层原始绝对瓦斯压力( (表压力加表压力加0.1)0.1)，，MpaMpaP P1 1----钻孔中的瓦斯压力，一般为钻孔中的瓦斯压力，一般为0.1Mpa0.1Mpa；；λ--λ--煤层的透气性系数，煤层的透气性系数，m m2 2/Mpa/Mpa2 2.d.d；；r r1 1----钻孔半径，钻孔半径，m m；；q---q---在排放时间为在排放时间为t t时，钻孔煤壁单位面积的瓦斯时，钻孔煤壁单位面积的瓦斯流量，流量，m m3 3/m/m2 2·d d；；X--X--煤的瓦斯含量，煤的瓦斯含量，m m3 3/m/m3 3；；P--P--确定煤瓦斯含量时的瓦斯压力，确定煤瓦斯含量时的瓦斯压力，MpaMpa；；Q--Q--时间时间t t时测出的钻孔流量，时测出的钻孔流量，m m3 3/t/t；；L--L--钻孔见煤长度，一般为煤层厚度，钻孔见煤长度，一般为煤层厚度，m m；；t--t--从钻孔卸压到测定钻孔瓦斯流量时间，从钻孔卸压到测定钻孔瓦斯流量时间，d d；；a--a--煤层瓦斯含量系数，煤层瓦斯含量系数，3.2 3.2 测定方法测定方法 注意事项(1) (1) 打测压钻孔时要注意有无喷孔，如有喷孔，应测定打测压钻孔时要注意有无喷孔，如有喷孔，应测定喷出的煤量，然后折合计算孔径；喷出的煤量，然后折合计算孔径；(2) (2) 测定钻孔瓦斯流量时，可在不同时间多测几个瓦斯测定钻孔瓦斯流量时，可在不同时间多测几个瓦斯流量值，以便分析距钻孔不同距离煤体透气性的变流量值，以便分析距钻孔不同距离煤体透气性的变化规律；化规律；(3) (3) 卸压后到测定流量时间长时，钻孔见长度可不取实卸压后到测定流量时间长时，钻孔见长度可不取实测值测值( (如钻孔与煤层面斜交如钻孔与煤层面斜交) )，而取等于煤厚；如时，而取等于煤厚；如时间短，则间短，则L L值可取为钻孔见煤长度。

值可取为钻孔见煤长度四四 煤层百米钻孔瓦斯流煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数量衰减系数4.1 4.1 煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数计煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数计煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数计煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数计算算算算 不受采不受采动影响条件下，煤影响条件下，煤层内内钻孔的瓦斯流量随孔的瓦斯流量随时间呈衰减呈衰减变化化的特征系数称的特征系数称为钻孔瓦斯流量衰减系数它可以作孔瓦斯流量衰减系数它可以作为评价煤价煤层预抽瓦抽瓦斯斯难易程度的一个指易程度的一个指标，其，其计算公式如下：算公式如下： 式中：式中：qt——百米钻孔经百米钻孔经t日排放时的瓦斯流量，日排放时的瓦斯流量，m3/(min·100m)；；q0——百米钻孔成孔初始时的瓦斯流量，百米钻孔成孔初始时的瓦斯流量，m3/(min·100m)；；t——钻钻孔涌出瓦斯经历的时间，孔涌出瓦斯经历的时间，d；；β——钻孔瓦斯流量衰减系数，钻孔瓦斯流量衰减系数，d-1 利用测压钻孔，前后间隔一定时间测定钻孔瓦斯流量（不少于两利用测压钻孔，前后间隔一定时间测定钻孔瓦斯流量（不少于两次），代入上式计算得出钻孔瓦斯流量衰减系数。

如下表所示次），代入上式计算得出钻孔瓦斯流量衰减系数如下表所示 4.2 4.2 煤层抽放可行性分析煤层抽放可行性分析煤层抽放可行性分析煤层抽放可行性分析 根据煤层可抽放瓦斯的难易程度可以划分为容易抽放、根据煤层可抽放瓦斯的难易程度可以划分为容易抽放、勉强抽放和难以抽放三种类型，见下表，容易抽放与勉强可勉强抽放和难以抽放三种类型，见下表，容易抽放与勉强可以抽放煤层，一般在未卸压条件下（即不采取专门的卸压措以抽放煤层，一般在未卸压条件下（即不采取专门的卸压措施）即可抽放瓦斯；难以抽放煤层一般应采取密集钻孔或专施）即可抽放瓦斯；难以抽放煤层一般应采取密集钻孔或专门的或采动的卸压措施，才能进行抽放门的或采动的卸压措施，才能进行抽放 五五 抽放钻孔的抽放半径抽放钻孔的抽放半径5.15.1 抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察v施施工工钻钻孔孔预预抽抽对对突突出出煤煤层层消消突突已已成成为为确确保保安安全全、、促促进进生生产产不不可可缺缺少少的的环环节节，，而而瓦瓦斯斯抽抽放放的的效效果果受受多多种种因因素素的的影影响响，，其其中中抽抽放放半半径径对对钻钻孔孔的的布布置置、、抽抽放放率率都都有有重重要要的的影影响响，，准准确确测测定定抽抽放放半半径径，，可可避避免免设设计计及及施工的盲目性，提高抽放效果及施工进度。

施工的盲目性，提高抽放效果及施工进度v（1）测定原理v采用相对压力指标法考察抽放钻孔的抽放半径v穿层孔抽放半径的考察穿层孔抽放半径的考察v（2）测定步骤v1 1））根根据据煤煤矿矿实实际际，，选选取取合合适适的的位位置置，，在在岩岩石石巷巷道道中中向向煤煤层层先先施施工工5 5个个测测压压孔孔2 2，，3 3，，4 4，，5 5，，6 6，，（（见见上上图图，，n=6n=6，，2 2、、3 3、、4 4……6 6均均为为测测压压孔孔，，1 1号号孔孔为为待待考考察察抽抽放放孔孔2 2、、3 3、、4 4、、5 5、、6 6距距1 1号号孔孔间间距距分分别别为为2m2m、、4m4m、、6m6m、、8m8m、、10m10mv2)2)每每施施工工完完一一个个个个测测压压孔孔对对其其进进行行封封孔孔（（封封孔孔方方法法同同瓦瓦斯斯压压力力孔孔封封孔孔方方法法）），，安安装装压压力力表表，，记记录录每每个个测测压压孔孔的的原原始始压压力力，，待待5 5个个孔孔压压力力稳稳定定之之后后，，施工施工1 1号抽放孔，并用聚氨酯封孔后进行抽放号抽放孔，并用聚氨酯封孔后进行抽放5.1 5.1 抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察v3 3））开开始始抽抽放放后后前前2h2h每每隔隔10min10min记记录录一一次次单单孔孔抽抽放放参参数数（（负负压压、、体体积积分分数数、、混混合合流流量量等等）），，24h24h内内每每隔隔一一小小时时记记录录一一次次单单孔孔抽抽放放参参数数，，之之后后一一天天记记录录一一次次；；每每天天记记录录各各个个压压力力表表瓦瓦斯斯压压力力（（表表格格自自制）。

制）v4 4））抽抽放放一一定定时时间间后后（（至至少少一一个个月月）），，对对瓦瓦斯斯压压力力测测定定孔孔瓦瓦斯斯压压力力进进行行分分析析，，根根据据瓦瓦斯斯压压力力变变化化的的相相对对值值，，确确定定抽抽放放钻钻孔孔的的抽抽放放半径5.1 5.1 抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：穿层孔抽放半径的考察v顺层孔抽放半径的考察顺层孔抽放半径的考察v（（1 1）测定原理）测定原理v采用相对压力指标法考察抽放钻孔的抽放半径采用相对压力指标法考察抽放钻孔的抽放半径v（（2 2）测定步骤）测定步骤v1 1））根根据据煤煤矿矿实实际际，，选选取取合合适适的的位位置置，，在在煤煤层层中中先先施施工工5 5个个测测压压孔孔1 1，，2 2，，4 4，，5 5，，6 6，，（（见见下下图图，，n=6n=6，，1 1、、2 2、、4 4……6 6均均为为测测压压孔孔，，3 3号号孔孔为为待待考考察察抽抽放放孔孔1 1、、2 2、、3 3、、4 4、、5 5、、6 6距距3 3号号孔孔间间距距分分别别为为2m2m、、1m1m、、0.5m0.5m、、1.5m1.5m、、2.5m2.5m。

5.2 5.2 抽放钻孔的抽放半径：顺层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：顺层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：顺层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：顺层孔抽放半径的考察v2)2)每每施施工工完完一一个个个个测测压压孔孔对对其其进进行行封封孔孔（（封封孔孔方方法法同同瓦瓦斯斯压压力力孔孔封封孔孔方方法法）），，安安装装压压力力表表，，记记录录每每个个测测压压孔孔的的原原始始压压力力，，待待5 5个个孔孔压压力力稳稳定定之之后后（（如如压压力力太太小小无无法法读读取取，，安安装装U U型型管管代代替替压压力力表表）），，施施工工1 1号号抽抽放放孔孔，，并并用用聚氨酯封孔后进行抽放聚氨酯封孔后进行抽放v4 4））抽抽放放一一定定时时间间后后（（至至少少一一个个月月）），，对对瓦瓦斯斯压压力力测测定定孔孔瓦瓦斯斯压压力力进进行行分析，根据瓦斯压力变化的相对值，确定抽放钻孔的抽放半径分析，根据瓦斯压力变化的相对值，确定抽放钻孔的抽放半径5.2 5.2 抽放钻孔的抽放半径：顺层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：顺层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：顺层孔抽放半径的考察抽放钻孔的抽放半径：顺层孔抽放半径的考察六六 排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径v排排放放钻钻孔孔的的排排放放效效果果受受多多种种因因素素的的影影响响，，其其中中排排放放半半径径是是一一个个重重要要因因素素，，直直接接关关系系到到排排放放钻钻孔孔的的密密度度及及排排放放时时间间的的长长短短，，准准确确测测定定排排放放半半径径，，可可避避免免设设计计及及施施工工的的盲盲目目性性，，提提高高排排放放率率及及施工进度。

施工进度v（（1 1）测试原理）测试原理v目目前前应应用用的的钻钻孔孔瓦瓦斯斯抽抽放放影影响响半半径径的的测测试试方方法法主主要要有有钻钻孔孔测测试试法法，，钻钻孔孔测测试试有有效效性性指指标标的的测测定定主主要要是是测测试试相相邻邻钻钻孔孔的的瓦瓦斯斯流流量量确确定定排排放半径v（（2 2）方法及步骤）方法及步骤v使用钻孔流量法测定排放钻孔有效排放半径的步骤如下：使用钻孔流量法测定排放钻孔有效排放半径的步骤如下：v1)1)沿沿工工作作面面软软分分层层打打3 3～～5 5个个相相互互平平行行的的测测量量钻钻孔孔（（见见下下图图）），，孔径孔径42mm42mm，孔长，孔长5 5～～7m7m，间距，间距0.30.3～～0.5m0.5m 排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径v2)采用聚氨酯封孔对测量孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为采用聚氨酯封孔对测量孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为lmlm；；v3)3)钻钻孔孔密密封封后后，，立立即即测测量量钻钻孔孔瓦瓦斯斯涌涌出出量量，，并并每每隔隔2 2～～10min10min测测定定1 1次次，，每一测量孔测定次数不得少于每一测量孔测定次数不得少于5 5次；次；v4)4)在在距距最最边边缘缘测测量量孔孔钻钻孔孔中中心心0.5m0.5m处处，，打打一一个个平平行行于于测测量量孔孔的的排排放放钻钻孔孔( (直直径径是是待待考考察察测测量量钻钻孔孔有有效效排排放放半半径径的的钻钻孔孔直直径径) )，，在在打打排排放放钻钻孔孔过过程程中中，，记录钻孔长度、时间和各测量孔中的瓦斯涌出量变化；记录钻孔长度、时间和各测量孔中的瓦斯涌出量变化；v5)5)排放钻孔打完后，每隔排放钻孔打完后，每隔2 2～～10min10min测定各测量孔的瓦斯涌出量；测定各测量孔的瓦斯涌出量；v6)6)打完排放钻孔后测定打完排放钻孔后测定2h2h；；v7)7)绘制出各测量孔的瓦斯涌出量变化图；绘制出各测量孔的瓦斯涌出量变化图；v8)8)如如果果连连续续3 3次次测测定定测测量量孔孔的的瓦瓦斯斯涌涌出出量量都都比比打打排排放放钻钻孔孔前前增增大大1010％％，，即即表表明明该该测测量量孔孔处处于于排排放放钻钻孔孔的的有有效效排排放放半半径径之之内内。

符符合合本本条条文文本本项项中中上上述的测量孔距排放钻孔的最远距离，即为排放钻孔的有效排放半径述的测量孔距排放钻孔的最远距离，即为排放钻孔的有效排放半径 排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径 v（（3 3）测定记录）测定记录 排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径 小直径钻孔施工完毕后用聚氨酯封孔，每隔小直径钻孔施工完毕后用聚氨酯封孔，每隔5min5min用转子流用转子流量计测定并记录钻孔瓦斯流量，测试量计测定并记录钻孔瓦斯流量，测试7 7组数据，测试结果分别记组数据，测试结果分别记录于排放钻孔施工前及排放钻孔施工过程中小直径钻孔流量测录于排放钻孔施工前及排放钻孔施工过程中小直径钻孔流量测定记录表中定记录表中 自排放钻孔施工完毕，每隔一定时间（自排放钻孔施工完毕，每隔一定时间（3~5min3~5min）记录小直）记录小直径钻孔瓦斯流量，径钻孔瓦斯流量，测试结果记录于排放钻孔施工后小直径钻孔测试结果记录于排放钻孔施工后小直径钻孔流量测定记录表中钻孔流量测定记录表格式如下：流量测定记录表中。

钻孔流量测定记录表格式如下：v左下图为某矿测试排放钻孔时钻孔布置示意图，钻孔瓦斯涌出量变化见右图： 排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径排放钻孔的排放半径 则确定该矿该煤层排放钻孔则确定该矿该煤层排放钻孔排放半径为排放半径为1.1m左右七七 突出敏感指标突出敏感指标v《《防防治治煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出细细则则》》规规定定工工作作面面突突出出危危险险性性预预测测指指标标主主要要有有钻钻屑屑瓦瓦斯斯解解吸吸指指标标（（△△h h2 2或或 K K1 1））、、钻钻屑屑量量S S、、钻钻孔孔瓦瓦斯斯涌涌出出初初速速度度q q、、综综合合指指标标R R但但不不同同矿矿井井、、不不同同地地质质条条件件下下对对这这些些指指标标的的敏敏感感程程度度不不同同，，因因此此需需通通过过考考察察找找出出适适合合该该矿矿最最敏敏感感突突出出危危险险性性指指标标，，为为该该矿矿井井的的突突出出危危险险性性预预测提供基础测提供基础 突出敏感指标的测定突出敏感指标的测定突出敏感指标的测定突出敏感指标的测定v1 1 测测定定原原理理：：选选取取一一条条有有代代表表性性的的煤煤巷巷，，在在整整个个掘掘进进过过程程中中，，按按照照规规定定要要求求，，对对以以上上所所有有指指标标进进行行测测定定，，并并记记录录掘掘进进过过程程中中突突出出危危险险性性征征兆兆或或异异常常，，包包括括钻钻孔孔施施工工时时卡卡钻钻、、顶顶钻钻、、喷喷孔孔、、有有煤煤炮炮声声、、瓦瓦斯斯涌涌出出异异常常增增加加、、煤煤破破坏类型异常增高等现象的位置，并记录断层等地质构造带的位置。

坏类型异常增高等现象的位置，并记录断层等地质构造带的位置v分分析析研研究究在在整整条条煤煤巷巷掘掘进进中中突突出出危危险险性性预预测测指指标标的的变变化化规规律律，，尤尤其其是是有有突突出出危危险险征征兆兆及及地地质质构构造造各各地地点点的的突突出出危危险险性性指指标标，，并并比比较较采采取取防防突突措措施施前前后后突突出出危危险险性性指指标标的的变变化化同同时时利利用用各各项项指指标标，，按按照照《《细细则则》》规规定定突突出出临临界界值值，，对对煤煤巷巷掘掘进进突突出出危危险险性性预预测测准准确确率率情情况况进进行行分分析析最最终终得到适合葛店煤矿突出敏感指标得到适合葛店煤矿突出敏感指标v2 2 测定方法：测定方法： 各项指标测试方法见其他预测突出危险性方法各项指标测试方法见其他预测突出危险性方法突出敏感指标的测定突出敏感指标的测定突出敏感指标的测定突出敏感指标的测定八八 工作面可解吸瓦斯量工作面可解吸瓦斯量 工作面可解吸瓦斯量工作面可解吸瓦斯量工作面可解吸瓦斯量工作面可解吸瓦斯量v煤层瓦斯含量计算按照《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）如下 工作面可解吸瓦斯量工作面可解吸瓦斯量工作面可解吸瓦斯量工作面可解吸瓦斯量v瓦瓦斯斯涌涌出出量量主主要要来来自自于于开开采采层层的的采采煤煤工工作作面面前前方方20m20m以以上上范范围围内煤的可解吸瓦斯量应满足下表规定内煤的可解吸瓦斯量应满足下表规定5 瓦斯参数测试方法q5.5 5.5 煤的坚固性系数煤的坚固性系数f f值测定值测定(1) (1) 在煤层的上、下部各采集直径为在煤层的上、下部各采集直径为100mm100mm煤两块，重量约煤两块，重量约1.51.5～～2.0kg2.0kg，用塑料袋密封，作好标记送实验室。

用塑料袋密封，作好标记送实验室2) (2) 将井下煤样用手工破碎成将井下煤样用手工破碎成2020～～30mm30mm粒度的煤样，分成粒度的煤样，分成50g50g一份，一份，每每5 5份为一组份为一组(250g)(250g)，共需，共需3 3组组(750g)(750g)3) (3) 将每份煤样放入捣碎筒内后，把将每份煤样放入捣碎筒内后，把2.4kg2.4kg的重锤提高到的重锤提高到600mm600mm高度高度并使之自由落体，每份煤样落锤冲击并使之自由落体，每份煤样落锤冲击3 3次4) (4) 每组煤样捣碎后，经过筛分，把粒度为每组煤样捣碎后，经过筛分，把粒度为0.5mm0.5mm以下的粉煤倒入计以下的粉煤倒入计量筒内，轻轻敲打使之密实，插入具有刻度的活塞尺，量出粉煤量筒内，轻轻敲打使之密实，插入具有刻度的活塞尺，量出粉煤高度高度( (即粉末在计量桶内的实际高度，读至毫米即粉末在计量桶内的实际高度，读至毫米) )5 瓦斯参数测试方法 ￠￠7660090￠￠6620￠￠23160175f f 值测筒及落锤值测筒及落锤 当当l >30mm 时，冲击次数时，冲击次数n，即为，即为3次，按以上次，按以上步骤继续进行其它各组测定；步骤继续进行其它各组测定； 当当l ≤30mm时，第一组试样做废，每份试样冲时，第一组试样做废，每份试样冲击次数击次数n改为改为5次，按以上步骤进行冲击、筛分和次，按以上步骤进行冲击、筛分和测量，仍以测量，仍以5份作为一组，测定煤粉高度。

份作为一组，测定煤粉高度⑤⑤ 按下式计算每组煤的坚固性系数按下式计算每组煤的坚固性系数f值值:式中式中 f——为煤的坚固性系数；为煤的坚固性系数； n——每份试样的冲击次数，次；每份试样的冲击次数，次； l——每组试样筛下粉煤计量高度，每组试样筛下粉煤计量高度，m；；⑥ ⑥ 3 3组煤所测组煤所测f f值的算术平均值即为测定地点煤值的算术平均值即为测定地点煤样的坚固性系数样的坚固性系数2.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定1、朗缪尔方程、朗缪尔方程 Ø 煤吸附瓦斯时，吸附等温线符合朗缪尔方程式煤吸附瓦斯时，吸附等温线符合朗缪尔方程式Ø式中式中 a――吸附常数，吸附常数，m3/t(可燃物可燃物)表示在给定的温度下，表示在给定的温度下，单位质量固体的极限吸附量，对煤体吸附瓦斯而言，该值单位质量固体的极限吸附量，对煤体吸附瓦斯而言，该值一般为一般为15～～55m3/t(煤煤)；； b――吸附常数，一般为吸附常数，一般为0.5～～5.0MPa－－1；； p――吸附平衡时的瓦斯压力，吸附平衡时的瓦斯压力，MPa；； X――在给定温度条件下，瓦斯压力为在给定温度条件下，瓦斯压力为P时单位质量时单位质量固体表面吸附的瓦斯量固体表面吸附的瓦斯量2.2 煤层瓦斯吸附性能煤层瓦斯吸附性能朗缪尔方程朗缪尔方程 Ø不同煤层的瓦斯吸附等温线不同煤层的瓦斯吸附等温线 随着瓦斯压力的随着瓦斯压力的升高，煤吸附的瓦斯升高，煤吸附的瓦斯量增大，但增长率逐量增大，但增长率逐渐变小；当瓦斯压力渐变小；当瓦斯压力无限增大时，煤的吸无限增大时，煤的吸附瓦斯量趋于某一极附瓦斯量趋于某一极限值。

限值 2.2 2.2 煤层瓦斯吸附性能煤层瓦斯吸附性能煤层瓦斯吸附性能煤层瓦斯吸附性能 高高压吸附法的原理是，把从井下采集的新吸附法的原理是，把从井下采集的新鲜煤煤样破碎，取破碎，取0.2~0.25mm煤煤样80g，装入，装入测定罐先在定罐先在70℃条件下，抽真空脱气条件下，抽真空脱气2天，然后在天，然后在0.1~0.5MPa压力与力与30℃恒温条件下吸附甲恒温条件下吸附甲烷，，测量吸附或解吸的瓦斯量，量吸附或解吸的瓦斯量，并并换算成算成标准状准状态下每吨可燃物吸附的瓦斯量以及吸附常数下每吨可燃物吸附的瓦斯量以及吸附常数a、、b，并，并绘制制30℃等温吸附等温吸附线 吸附常数吸附常数a，，b值的计算值的计算 由由Langmuir方程方程 得出得出 式中式中 P—吸附平衡吸附平衡压力，力，MPa；； a，，b—Langmuir吸附常数，吸附常数，a饱和吸附量或极限吸附量，和吸附量或极限吸附量，ml/g或或(m3/t)；；b吸附常数，吸附常数，MPa-1 以以P/Q对对P作图求出直线斜率及截作图求出直线斜率及截距，即为距，即为1/a和和1/ab。

计算可得吸附常计算可得吸附常数数a、、b值某矿煤样等温吸附曲线某矿煤样等温吸附曲线l高压吸附法测定煤的吸附高压吸附法测定煤的吸附高压吸附法测定煤的吸附高压吸附法测定煤的吸附常数常数常数常数2.3 2.3 煤的瓦斯含量确定煤的瓦斯含量确定煤的瓦斯含量确定煤的瓦斯含量确定煤内游离瓦斯含量煤内游离瓦斯含量煤内游离瓦斯含量煤内游离瓦斯含量X Xy y (m (m3 3/t /t煤煤煤煤) ) 式中式中式中式中 V——V——煤的渗透容积，煤的渗透容积，煤的渗透容积，煤的渗透容积，mm3 3/t /t煤；煤；煤；煤； P—— P——瓦斯压力，瓦斯压力，瓦斯压力，瓦斯压力，kPakPa；；；； T T0 0————标准状况下的绝对温度标准状况下的绝对温度标准状况下的绝对温度标准状况下的绝对温度(273K)(273K)；；；； T—— T——瓦斯的绝对温度；瓦斯的绝对温度；瓦斯的绝对温度；瓦斯的绝对温度； P P0 0————标准状况下的压力，等于标准状况下的压力，等于标准状况下的压力，等于标准状况下的压力，等于101.3kPa101.3kPa；；；； ξ—— ξ——瓦斯的压缩系数瓦斯的压缩系数瓦斯的压缩系数瓦斯的压缩系数2.3 2.3 煤的瓦斯含量确定煤的瓦斯含量确定煤的瓦斯含量确定煤的瓦斯含量确定煤的吸附瓦斯含量 　煤的表面积是很大的，每克煤有数十至二百m2，其中微孔表面积占绝大多数，吸附瓦斯量主要取决于微孔隙表面积、瓦斯压力与温度。

煤的吸附瓦斯服从朗缪尔吸附方程按朗缪尔方程计算并考虑煤中水分、可燃物的百分比，温度的影响： 式中 p——瓦斯压力，MPa； a——在该温度下，极限吸附量，m3/t可燃物； b——取决于温度和煤的吸附性能常数，kPa-1 A,W——煤中的灰分与水分，%； 　 t0——实测室测定吸附常数时的实验温度℃ 　 t——煤层温度，℃ 　 n——系数，无因次，按下式确定2.3 2.3 煤的瓦斯含量确定煤的瓦斯含量确定煤的瓦斯含量确定煤的瓦斯含量确定 煤层瓦斯含量等于吸附含量与游离含量之和：煤层瓦斯含量等于吸附含量与游离含量之和： X＝＝Xy＋＋Xx 　　式中　　式中X为煤的天然瓦斯含量为煤的天然瓦斯含量m3/t 实测表明，在目前开采深度实测表明，在目前开采深度(1000～～2000m以内以内)煤层煤层的吸附瓦斯占的吸附瓦斯占70～～95%，而游离瓦斯占，而游离瓦斯占5～～30%。

煤层瓦斯含量的测定方法较多，主要有勘探钻孔煤芯煤层瓦斯含量的测定方法较多，主要有勘探钻孔煤芯解吸法、工作面钻孔煤屑解吸法、瓦斯含量系数法以及高解吸法、工作面钻孔煤屑解吸法、瓦斯含量系数法以及高压吸附法其中高压吸附法是常用的实验室测定方法之一压吸附法其中高压吸附法是常用的实验室测定方法之一。