瓦斯引數測定及措施效果檢驗 消突評價相關要求

2021-06-06 15:06:42 字數 5064 閱讀 5246

防突及措施效果檢驗、

消突評價等補充資料

一 、瓦斯基本引數測定

一、瓦斯基本引數測定的內容及原則

一)用於瓦斯湧出量**及瓦斯抽採論證的瓦斯基本引數

1.煤層瓦斯含量

煤層瓦斯含量是指在礦井大氣條件下(環境溫度為20℃,環境大氣壓力為0.1 mpa)單位質量煤體中所含有的瓦斯氣體(通常指甲烷)體積量,一般用m3/t表示其大小,即1 t煤中所含瓦斯的立方公尺數。煤層瓦斯含量又可分為:

煤層瓦斯原始含量——未受採礦採動及抽採影響的煤體內的瓦斯含量。

煤層瓦斯殘存含量——受採礦採動及抽採影響的煤體內現存的瓦斯含量。

原煤瓦斯含量——單位質量原煤中含有的瓦斯量。

可燃基瓦斯含量——原煤中除去灰分和水分後的單位質量可燃部分煤中的瓦斯含量。

2.煤層瓦斯壓力

煤層瓦斯壓力是指瓦斯賦存於煤層中所呈現的氣體壓力,即氣體作用於孔隙壁的壓力。煤層瓦斯壓力的單位一般用mpa表示。煤層瓦斯壓力又可分為:

煤層瓦斯原始壓力——未受採礦採動及抽採影響的煤體內的瓦斯壓力。

煤層瓦斯殘存壓力——受採礦採動及抽採影響的煤體內現存的瓦斯壓力。

二)用於突出危險性鑑定的瓦斯基本引數

1.煤層瓦斯壓力<(0.74mpa)

2.煤層瓦斯含量<8m3/t)

2.煤層的結構破壞型別(ⅰ~v類):用煤層的構造特徵、光澤、節理性質、斷口性質及強度等指標綜合反映的煤層被破壞程度。

4.煤樣的瓦斯放散初速度(△p):實驗室測定的吸附瓦斯煤樣在突然卸壓後最初一段時間內解吸瓦斯放出快慢的相對指標。

5.煤樣的堅固性係數(∫):用搗碎法測定的煤樣抗破碎強度指標。

6.煤的瓦斯解吸特徵曲線:現場採取煤樣經實驗室真空脫附後,給定不同的吸附瓦斯壓力使其吸附平衡,然後令其在大氣壓力狀態下進行瓦斯解吸量隨解吸時間關係的測定,統計分析得出解吸特徵引數。改變吸附平衡的瓦斯壓力,得出不同的解吸特徵引數,得到吸附平衡瓦斯壓力與解吸特徵引數之間的關係曲線,該曲線即為煤樣的瓦斯解吸特徵曲線。

7.始突深度的煤層瓦斯壓力:礦井各煤層中所有已經發生突出的點中埋藏深度最淺的點對應的煤層瓦斯壓力。

8.始突深度的煤層瓦斯含量:礦井各煤層中所有已經發生突出的點中埋藏深度最淺的點對應的煤層瓦斯含量。

三)用於先抽後採目標考核的瓦斯基本引數

1.煤層瓦斯原始含量。

2.煤層瓦斯殘存含量。

3.煤層瓦斯原始壓力。

4.煤層瓦斯殘存壓力。

5.始突深度的煤層瓦斯壓力。

6.始突深度的煤層瓦斯含量。

7.煤層瓦斯吸附常數。

8.煤體孔隙率。

四)瓦斯基本引數測定的原則

1.現場實測的原則:煤層瓦斯引數應盡量採取現場直接測定的方法取得。

2.與現場條件一致的原則:在實驗室獲取的引數其試驗條件應盡量與現場保持一致。

3.滿足使用要求的原則:測定的引數內容及精度應滿足使用目的的基本要求。 、

二、瓦斯壓力的測定

通過鑽孔揭露煤層、密封鑽孔並安設測定裝置及儀表,,通過測定鑽孔揭露煤層處或測壓氣室的瓦斯壓力來表徵被測煤層的瓦斯壓力。

井下瓦斯壓力的直接測定

1.測定地點的選擇

測定地點應優先選擇在石門或巖巷中,選擇岩性緻密的地點。測定煤層原始瓦斯壓力的測壓鑽孔應避開含水層、採動、瓦斯抽採及其他人為卸壓影響範圍。

選擇測壓地點應保證測壓鑽孔有足夠的封孔深度(穿層測壓鑽孔的見煤點或順層測壓鑽孔的測壓氣室應位於巷道的卸壓圈之外),採用注漿封孔的上向測壓鑽孔傾角應大於50。同一地點一般應設定兩個測壓鑽孔,其見煤點或測壓氣室間距離應不小於20 m。

2.鑽孔施工

鑽孔直徑宜為ф65~95 m m。鑽孔長度應保證測壓所需的封孔深度,一般不大於50 m。鑽孔的開孔位置應選在岩石(煤壁)完整的位置。

鑽孔施工應保證鑽孔平直、孔形完整,穿層測壓鑽孔應穿透煤層全厚,對於特厚煤層鑽孔應進入煤層3 m。鑽孔施工完成後,應用壓風或清水清洗鑽孔,保證鑽孔暢通。

3.封孔

測壓鑽孔施工完後應在24小時內完成鑽孔的封孔工作。鑽孔為下向孔時應將鑽孔內積水排除。

封孔深度應超過測壓鑽孔施工地點巷道的影響範圍。膠囊一密封黏液封孔測定本煤層瓦斯壓力時封孔深度應不小於10 m;注漿封孔測壓法的測壓鑽孔封孔深度應根據鑽孔所需最小封孔深度和鑽孔傾角決定;順煤層測壓鑽孔的測壓氣室應位於巷道的卸壓圈之外,且不小於12 m,封孔後應保證其測壓氣室長度為1.5~3 m;穿層測壓鑽孔的封孔段不宜進入被測煤層。

膠囊一密封黏液封孔測壓法如圖2-3-1所示。

圖2-3-1 膠囊密封黏液封孔測壓示意圖

1——注氣口;2——手把;3一一加壓手輪;4——推力軸承;5——膠圈; 6——壓力表;7——封孔膠圈;8——高壓軟管;9——閥門; 10——高壓c02或n2瓶;11——黏液;12——黏液缸

注漿封孔測壓法如圖2-3-2所示。

圖2-3-2注漿封孔測壓示意圖

1——充氣裝置(主動測壓);2——三通;3——壓力表;4——木楔;5——測壓管;

6——煤層;7——封堵材料;8——注漿管;9——泥漿幫浦;10——積水;11——篩孔管

4.壓力測定

測定用壓力表量程為預計煤層瓦斯壓力的1.5倍,準確度優於1.5級。注漿24小時後,在孔口安裝三通及壓力表。

主動測壓法應每天觀測壓力表一次,被動測壓法應至少3天觀測一次。在觀測中發現瓦斯壓力值變化較大時,則應適當縮短觀測時間間隔。

採用主動測壓法時,當煤層瓦斯壓力小於4 mpa時觀測時間需5~10天;當煤層瓦斯壓力大於4 mpa時,則需10~20天。採用被動測壓法時,則視煤層的瓦斯壓力及透氣性大小的不同,需30天以上。當壓力變化在連續3天內小於0.

015 mpa/d時,測壓工作即可結束。

三、dgc瓦斯含量直接測定裝置工作原理

(一)dgc型瓦斯含量直接測定裝置其工作原理為:

通過向煤層施工取芯鑽孔,用井下取芯系統將煤芯從煤層深部取出,選取保質性好的煤樣及時封入煤樣筒中;井下進行煤樣瓦斯解吸速度測定以及損失時間的記錄,利用公式進行瓦斯損失量w1的計算;把裝有煤樣的煤樣筒帶到實驗室進行常壓解吸,測量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量w21,與井下測量的瓦斯解吸量w22計算煤芯瓦斯解吸量w2;稱量煤樣總重後稱取二次煤樣進行常壓粉碎解吸,並以此計算粉碎瓦斯解吸量w3,則可解吸瓦斯含量wm為:wm=w1+w2+w3。採用朗格繆爾公式計算常壓殘存瓦斯量wc,則可得出煤層瓦斯含量w=wm+wc。

(二)檢驗前的準備

取樣鑽孔施工前關閉採面抽放支管的閥門,使採面處於全部停抽狀態, 8小時後開始施工取樣鑽孔。

(三)檢驗鑽孔布置

按照《防突規定》採煤工作面區段寬度(兩側回採巷道間距加回採巷道外側控制範圍)未超過120m沿推進方向每間隔30-50m至少布置乙個測點的要求布孔。

(四)檢驗過程

按照dgc瓦斯含量直接測定裝置說明書的要求,在採煤工作面瓦斯抽放支管關閉8小時後,方可施工取樣鑽孔。

二、區域防突措施包括開採保護層和預抽煤層瓦斯兩類。

開採保護層分為上保護層和下保護層兩種方式。原則上各煤礦必須進行保護層開採。

預抽煤層瓦斯可採用的方式有:

1.穿層鑽孔預抽區段煤層瓦斯;

2.穿層鑽孔預抽回採區域煤層瓦斯;

3.穿層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯;

4.順層鑽孔預抽區段煤層瓦斯;

5.順層鑽孔預抽回採區域煤層瓦斯;

6.穿層鑽孔預抽石門(含立、斜井等)揭煤區域煤層瓦斯;

7.地面井預抽煤層瓦斯。

三、預抽鑽孔的設計、施工管理

(一)各煤礦瓦斯抽採部門至少配備兩名工程技術人員,一人專門負責設計及日常抽放技術工作,另一人負責現場施工管理,標定鑽孔開孔引數,收集竣工資料、成圖並按規定報送有關部門和領導審查;

(二)各鑽孔設計必須有專門的1:200平面圖紙,並結合現場實際進行,確保鑽孔打到預定位置;

(三)抽放半徑確定原則:預抽半年以內為1m,預抽半年以上一年以內為2m,預抽一年以上的為2.5m;

(四)在設計穿層鑽孔前,生產技術部門必須及時提供開採工作面設計圖,並根據開採工作面設計圖確定預抽範圍,瓦斯抽採部門每次提前對前方至少五個鑽場先上地質鑽探明煤岩層位(每個鑽場沿傾向布置兩個地質鑽孔),並將其煤層底板等高線標註在1:200或1:500的抽放鑽孔設計圖紙上,所設計鑽孔必須符規定項要求;

(五)順層鑽孔設計前,生產技術部必須及時提供上、下巷煤層全厚素描圖,設計人員根據全煤厚度並結合上、下巷對應的標高考慮鑽孔布置方式、傾角及方位;

(六)所有鑽孔設計引數必須與巷道測點、巷道或鑽場中腰線等發生關係,並將其鑽孔方位角換算成與巷道中心線或鑽場中心線的夾角,並由施工技術人員用量角器現場標定,嚴禁直接使用羅盤標定鑽孔施工方位角。

(七)鑽孔施工結束,必須逐公尺進行驗收。

四、礦井瓦斯抽放管理:

一)封孔要求

(一)各煤礦瓦斯抽採部門必須成立鑽孔封孔小組,專門負責礦井各類鑽孔的封堵工作;

(二)瓦斯抽放、測壓鑽孔封堵前必須制定專門的封孔設計圖紙和相關要求經礦總工程師審批後執行;

(三)穿層鑽孔的封孔段長度不得小於5m,順層鑽孔的封孔段長度不得小於8m;

(四)所有各類鑽孔封孔時,抽採部門管理人員和安監員必須現場監督把關,做到封堵嚴密不卸漏、符合設計要求,確保孔口抽放負壓不得小於13kpa。

二)所有抽放鑽孔、測壓鑽孔必須從施工起單獨建檔並實行掛牌管理,堅持做到誰施工誰負責、誰驗收誰負責、誰封堵誰負責、誰監督誰負責的原則,真正把瓦斯治理工程落到實處。各類鑽孔資料的收集與管理,應當符合下列要求:

(一)每個鑽孔必須有《鑽孔施工原始記錄單》和《鑽孔管理卡片》;

(二)分類建立《鑽孔原始資料臺帳》,詳細記錄鑽孔的設計引數、竣工引數、鑽孔層位描述、施工中出現的異常情況、施工負責人、記錄人、驗收人、封孔及接抽(測壓)時間等;

(三)鑽孔施工結束必須及時上圖分析,對未達到設計要求或出現施工空白帶的地段要立即採取補救措施,嚴禁盲目撤除鑽機;

(四)當鑽孔施工結束後,必須24小時內提交該區域抽放鑽孔竣工圖交有關部門或領導審查簽字;

(五)預抽鑽孔封堵8小時後要及時測定其自然流量方可投入抽放,抽放觀測人員每三天至少對其抽採引數進行一次測定;

(六) 各預抽鑽孔瓦斯濃度不得低於30%。各單位必須不斷改進封孔工藝或採用和推廣新的封孔技術,確保抽放效果。

五、區域措施消突評價標準、評價條件及規定:

(一) 區域措施效果評價:由煤礦委託有資質的中介機構或由煤礦總工程師組織防突、瓦斯抽採、通風、安監、生產技術、排程等部門工程技術人員實施,其評價人員必須具有初級以上技術職稱,熟悉掌握防突專業技術知識,並對區域措施效果評價全過程負責。

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