煤层瓦斯压力的测定方法

煤层瓦斯压力的测定方法 《煤矿安全规程》要求，为了预防石门揭穿煤层时发生突出事故，必须在揭穿突出煤层前，通过钻孔测定煤层的瓦斯压力，它是突出危险性预测的主要指标之一，又是选择石门局部防突措施的主要依据。同时，用间接法测定煤层瓦斯含量，也必须知道煤层原始的瓦斯压力。因此，测定煤层瓦斯压力是煤矿瓦斯管理和科研需要经常进行的一项工作。 测定煤层瓦斯压力时，通常是从石门或围岩钻场向煤层打孔径为50～75mm的钻孔，孔中放置测压管，将钻孔封闭后，用压力表直接进行测定。为了测定煤层的原始瓦斯压力，测压地点的煤层应为未受采动影响的原始煤体。石门揭穿突出煤层前测定煤层瓦斯压力时，在工作面距煤层法线距离5m以外，至少打2个穿透煤层全厚或见煤深度不少于10m的钻孔。 测压的封孔方法分填料法和封孔器法两类。根据封孔器的结构特点，封孔器分为胶圈、胶囊和胶圈—黏液等几种类型。 1．填料封孔法 填料封孔法是应用最广泛的一种测压封孔方法。采用该法时，在打完钻孔后，先用水清洗钻孔，再向孔内放置带有压力表接头的测压管，管径约为6～8mm，长度不小于6m，最后用充填材料封孔。图1-17为填料法封孔结构示意图。 图1-17 填料法封孔结构 1—前端筛管；2—挡料圆盘；3—充填材料；4—木楔； 5—测压管；6—压力表；7—钻孔 为了防止测压管被堵塞，应在测压管前端焊接一段直径稍大于测压管的筛管或直接在测压管前端管壁打筛孔。为了防止充填材料堵塞测压管的筛管，在测压管前端后部套焊一挡料圆盘。测压管为紫铜管或细钢管，充填材料一般用水泥和砂子或粘土。填料可用人工或压风送入钻孔。为使钻孔密封可靠，每充填1m，送入一段木楔，用堵棒捣固。人工封孔时，封孔深度一般不超过5m；用压气封孔时，借助喷射罐将水泥砂浆由孔底向孔口逐渐充满，其封孔深度可达10m以上。为了提高填料的密封效果，可使用膨胀水泥。 填料法封孔的优点是不需要特殊装置，密封长度大，密封质量可靠，简便易行；缺点是人工封孔长度短，费时费力，且封孔后需等水泥基本凝固后，才能上压力表。 2．封孔器封孔法 ⑴胶圈封孔器法 胶圈封孔器法是一种简便的封孔方法，它适用于岩柱完整致密的条件。图1-18为胶圈封孔器封孔的结构示意图。 图1-18 胶圈封孔器封孔结构示意图 1—测压管；2—外套管；3—压紧螺帽；4—活动挡圈； 5—固定挡圈；6—胶圈；7—压力表；8—钻孔 封孔器由内外套管、挡圈和胶圈组成。内套管即为测压管。封直径为50mm的钻孔时，胶圈外径为49mm，内径为21mm，长度为78mm。测压管前端焊有环形固定挡圈，当拧紧压紧螺帽时，外套管向前移动压缩胶圈，使胶圈径向膨胀，达到封孔的目的。北票矿务局台吉矿在－550m水平西5石门用胶圈封孔器实测的10号煤层瓦斯压力高达8.1MPa。 胶圈封孔器法的主要优点是简便易行，封孔器可重复使用；缺点是封孔深度小，且要求封孔段岩石必须致密、完整。 ⑵胶圈—压力黏液封孔器法 这种封孔器与胶圈封孔器的主要区别是在两组封孔胶圈之间，充入带压力的黏液。胶圈—压力黏液封孔器的结构如图1-19所示。 该封孔器由胶圈封孔系统和黏液加压系统组成。为了缩短测压时间，该封孔器带有预充气口，预充气压力略小于预计的煤层瓦斯压力。使用该封孔器时，钻孔直径62mm，封孔深度11～20m，封孔黏液段长度3.6～5.4m。适用于坚固性系数不大于0.5的煤层。 图1-19 胶圈—压力黏液封孔器法的结构 1—补充气体入口；2—固定把；3—加压手把；4—推力轴承； 5—胶圈；6—粘液压力表；7—胶圈；8—高压胶管； 9—阀门；10—二氧化碳瓶；11—黏液；12—粘液罐 这种封孔器的主要优点是封孔段长度大，压力黏液可渗入封孔段岩（煤）体裂隙，密封效果好。通过在阳泉、焦作和鹤壁等矿务局的实验证明，该封孔器能满足煤巷直接测定煤层瓦斯压力的要求。 实践表明，封孔测压技术的效果除了与钻孔未清洗干净，填料未填紧密，水泥凝固产生收缩裂隙，管接头漏气等工艺条件有关外，更主要取决于测压地点岩体或煤体的破裂状态。当岩体本身的完整性遭到破坏时，煤层中的瓦斯会经过破坏的岩柱产生流动，这时所测得的瓦斯压力实际上是瓦斯流经岩柱的流动阻力，因此，为了测到煤层的原始瓦斯压力，就应当选择在致密的岩石地点测压，并适当增大封孔段长度。 _1217915483.bin _1217915577.bin _1217915432.bin