梁北礦瓦斯基礎引數測定管理規定 改

2022-07-17 12:18:02 字數 4898 閱讀 5073

為規範梁北煤礦煤層瓦斯基礎引數的測定工作,更充分的掌握煤層瓦斯賦存的情況,為瓦斯地質圖的繪製和煤層瓦斯治理分析提供科學依據,特制定本規定:

一、瓦斯基礎引數測定條件選擇

1、礦井主採煤層必須有齊全的瓦斯含量(w)、瓦斯壓力(p)、透氣性係數(λ)、瓦斯放散初速度(△p)、煤的堅固性係數(f)、鑽孔瓦斯抽放半徑、鑽孔瓦斯排放半徑、煤的吸附常數值、真密度、視密度、孔隙率和煤的工業分析(水分、灰分、揮發分)等基礎引數。

2、必須測定原始煤層瓦斯引數的煤層區域或地點有:(瓦斯含量(w)、瓦斯壓力(p)、透氣性係數(λ)、瓦斯放散初速度(△p)、煤的堅固性係數(f)、鑽孔瓦斯抽放半徑、鑽孔瓦斯排放半徑)

(1)、開採煤層的每個採區(至少測定一組原始煤層瓦斯引數)

(2)、煤層延伸達到50m以上或開拓新採區時。

3、具備以下條件的必須測定瓦斯含量(w)、瓦斯放散初速度(△p)、煤的破壞型別、煤的堅固性係數(f)。

(1)、採掘區域遇到較大型地質構造或地質變化帶(如大型背斜、向斜的軸部、落差大於10m的斷層)

(2)、所有的回採工作面(每推進50m,沿工作面每20架取煤樣測定一組)

(3)、回採工作面或掘進工作面煤層合層、分層時必須對各合層、分層進行測定。地質條件或煤層賦存發生變化地段適當增加測定密度。

4、具備以下條件的必須測定一組瓦斯放散初速度(△p)、煤的堅固性係數(f)。

(1)、實施頂、底板岩巷掩護施工的突出危險掘進工作面每推進200m。

(2)、所有石門揭煤工作面。

(3)、實施底板抽放巷穿層抽放鑽孔或預抽煤層條帶鑽孔施工的突出危險掘進工作面每推進100m。

(4)、巖巷開拓遇到煤線厚度300mm以上。

5、具備以下條件的必須測定殘存瓦斯含量或殘餘瓦斯壓力。

(1)、所有石門揭煤工作面進行效果檢驗時,且數量不少於4組。

(2)、回採工作面進行消突評價時,工作面長度不超過120m的,沿工作面的推進方向每間隔30m至少測定一組;長度超過120m的沿工作面的推進方向每間隔30m至少測定兩組。

(3)、掘進工作面進行消突評價時,穿層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯的,在煤巷條帶每間隔50m至少測定一組;順層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯的,在煤巷條帶每間隔30m至少測定一組。

6、礦井必須建立瓦斯基礎引數記錄台賬,包括煤層瓦斯引數台賬、突出指標引數測定台賬和煤的工業分析化驗引數台賬等,每月歸納整理一次,妥善存檔保管備查。

二、煤層瓦斯含量及瓦斯壓力測定方法

(一)煤層瓦斯含量煤樣的採取

1、同一地點至少布置兩個取樣鑽孔,且間距不少於5m。

2、在未經過瓦斯抽採的石門、岩石巷道或新暴露的採掘工作面向煤層打鑽,用煤芯採取器(簡稱煤芯管)採集煤芯或定點取樣採集煤屑,採集煤芯時一次取芯長度不小於400mm。

3、取樣深度應超過鑽孔施工地點巷道的影響範圍,並滿足以下要求:在採掘工作面取樣時,取樣深度不得少於15m,在石門或岩石巷道取樣時,距煤層垂直距離不得小於7m。,測定殘存瓦斯含量時,取樣不受此限制。

4、取樣時間指用於瓦斯含量測定的煤樣從割芯(鑽屑)到被裝入煤樣罐密封所用的實際時間,最長不超過30min。

5、取出煤芯後,對於柱狀煤芯,採取中間含矸石少的完整的部分,對於粉狀及塊狀煤芯,要剔除矸石、泥石及研磨燒焦的部分。

6、煤樣罐密封前,先將穿刺針頭插入罐蓋上部的密封膠墊。然後再用扳手擰緊罐蓋,再將排氣管與穿刺針頭連線來測定瓦斯解吸速度。

7、取樣時同時收集以下有關引數的記錄:

(1)、地質引數:取樣地點、煤樣名稱、埋深(地面標高、煤層底板標高)、取樣深度、鑽孔方位、傾角。

(2)、時間引數:取樣時間、取芯(屑)開始時間、取芯(屑)結束時間、煤樣裝罐結束時間。

(3)、樣品引數:罐號、樣品編號

(二)煤層瓦斯含量(w)的測定方法

1、損失瓦斯含量w1值的測定

1.1 煤樣封裝及井下解吸

①煤樣取出後快速封入煤樣筒,封入煤樣筒煤樣選取粒徑較大且質量大於500g,然後將煤樣筒出氣嘴用乳膠管與井下解吸儀連線。

②煤樣筒與井下解吸儀連線前準確讀初值,井下解吸儀液面(凹液面)刻度並作記錄作為初始刻度,連線瞬間待氣體湧出後迅速讀取液面刻度作為0min刻度並開啟秒錶計時。

③然後每一分鐘讀取液面刻度一次,直至30min結束。

④若解吸過程中解吸瓦斯體積達到井下解吸儀最大量程85%時,關閉煤樣筒閥門重新給井下解吸儀灌水後再開啟煤樣筒閥門按照①操作步驟繼續解吸,並將換水時間內的累加解吸量平均分配到換水時間上;

⑤井下解吸瓦斯量資料用以推算瓦斯損失量w1;井下解吸結束後解吸儀讀數終值與初始刻度讀數之差即為井下瓦斯解吸量w21。所讀讀數務必做好記錄填入相應已準備的**。

⑥解吸完畢後關閉煤樣筒閥門,並放入清水中進行煤樣筒氣密性檢測,若出現漏氣現象則該樣作廢,若無漏氣現象則放置一旁,待公升井時一同帶入實驗室。

1.2 多組煤樣的採取與解吸:重複上述取樣與解吸操作進行下一次的取樣解吸;待全部取樣結束後收好工具放好公升井。

1.3 注意事項:

盡可能地減少取樣時間;如實反映打鑽過程中的噴孔、頂鑽、排粉等情況;本次井下解吸系統操作過程中一定要注意煤樣筒的氣密性和井下解吸儀的防漏水性;煤樣筒在公升井到達實驗室直至實驗室解吸開始過程中一定確保閥門處於關閉狀態;正確使用每個儀器,防止儀器損壞或丟失。

2、常壓解吸瓦斯含量w2值的測定;

2.1 來樣登記

井下取芯與解吸人員公升井後立即把裝有煤樣的煤樣筒帶入實驗室進行地面瓦斯解吸,並記錄到達實驗室和開始地面解吸的時間。

2.2 解吸前準備工作

①地面解吸裝置包括兩組解吸玻璃管,並配有甲基橙(指示劑)的工作液;

②將煤樣筒出氣嘴連線到地面瓦斯解吸測量管(1500ml/根)上,開啟地面解吸裝置背光燈管,操作玻璃管操作手柄到吸水排氣檔,按動真空幫浦啟動按鈕進行排氣吸水,當液面到達適當位置(根據瓦斯解吸量確定)時停止,調節解吸管操作手柄到隔絕真空幫浦連通狀態,使解吸管處於密封狀態。

③解吸管密封性檢測:在開啟煤樣筒閥門解吸開始前觀察液面下降情況,若在1min內玻璃量管內液面無下降則氣密性良好,若存在要及時排除方可進行瓦斯解吸。

2.3 實驗室常壓解吸

①在確認除錯完好後,緩慢開啟煤樣筒閥門,隔一定時間間隔讀取一次瓦斯的解吸量,時間間隔的長短取決於解吸速度;並注意觀察解吸累計量的變化規律,發現異常及時處理,或報廢。

②當單根解吸玻璃管內液面低於1300ml時,關閉煤樣筒閥門進行換水,並重複上述操作步驟,直至一分鐘內瓦斯瀉出量少於5ml時結束(約40min)。③記錄周圍環境的溫度、大氣壓力及測試人員等。

④測量結束後,記錄釋放出的瓦斯量w22,w22與井下瓦斯解吸量w21之和換算為標況下單位質量瓦斯體積即為常壓解吸瓦斯含量w2;解吸完畢後轉入煤樣稱重作業系統。

2.4 多組煤樣的解吸

若有多組待解吸煤樣,可依次按照2.2.2~2.2.3進行解吸,直至全部解吸結束。

2.5煤樣總重稱量

將上述常壓解吸結束後的煤樣從煤樣筒倒入大煤樣盆,將矸石等非煤物質剔除後進行煤樣總重g稱量,並做好相關記錄。

3、粉碎解吸瓦斯含量w3值的測定

3.1 粉碎二次煤樣稱量

①從煤樣盆中取兩份相等量的二次煤樣,記錄二次煤樣重量g2,煤樣的質量一般取100~200g,選擇整芯或較大塊的煤樣,確保二次煤樣和全煤樣有相同的特性。兩份二次煤樣測試結果相差30%以上,則再取第三份二次煤樣。

②若煤樣粒度較大(粒徑大於26mm),則用鐵鎚在破碎試驗台上粉碎到較小顆粒(最大粒度不超過26mm),測量每份二次煤樣的質量g2後,逐份將煤樣裝入粉碎機料缽中粉碎解吸。

3.2 常壓粉碎解吸

①連線解吸玻璃量管(1000ml/根),其操作與地面解吸系統中解吸玻璃量管操作相同,檢查氣路部分的氣密性,保證氣路系統和料缽、蓋三者之間不漏氣。解吸玻璃量管氣密性按照4.3.

2.3中檢測。粉碎機料缽氣密性檢測:

料缽卡緊後將氣嘴與圖1中解吸玻璃管氣嘴1連線,將解吸玻璃管充水後處於工作狀態,將解吸玻璃管氣嘴1處於進氣放水狀態,待量管穩定後若1min內液面下降小於10ml則氣密性良好。

②將稱量好的二次煤樣放入料缽內,蓋好帶有密封圈的蓋子,並壓緊密封嚴實。

③將粉碎機定時器定時為3~5min,執行時觀測兩份粉碎煤樣的解吸瓦斯量體積w31或w32,當單根解吸玻璃管內液面低於850ml時要重新排氣吸水後繼續測定。

④若兩份同質量的煤樣瓦斯解吸量w31和w32相差小於30%,則取其平均值作為粉碎解吸瓦斯含量w3並作記錄;

⑤若二者相差大於30%,則要重新稱取第三份二次煤樣進行粉碎。

⑥煤粒在粉碎機粉碎3~5min左右,待粉碎至1min中瓦斯解吸量小於10ml時為止。

⑦粉碎結束後,將料缽內煤樣倒出並用棉花將料缽和滑塊擦拭乾淨,重複上述步驟進行另乙份煤樣的粉碎,直至全部煤樣粉碎結束。

3.2 煤樣儲存

將未粉碎煤樣、粉碎後的兩次煤樣分別裝入煤樣袋,並填寫標籤一同放入煤樣袋儲存;標籤所填內容包括:取芯時間、取芯地點、取芯深度、煤樣總重、粉碎二次煤樣重量及其粉碎解吸量等。

3.3 注意事項:切勿長時間粉碎!二次煤樣應及時粉碎;粉碎機要採取固定和減震措施;操作過程要防止碰撞,避免裝置損壞。

4、可解吸瓦斯含量wa與瓦斯含量w值的計算

wa=w1+w2+w3

w=wa+wc

三、煤的堅固性係數的取樣及測定方法

(一)煤的堅固性係數煤樣的採取

1、在新暴露的煤層厚度的上、中、下部各採取塊度為100mm左右的煤樣若干塊、在地面打鑽取樣時應沿煤層厚度的上、中、下部各採取塊度為100mm的煤芯兩塊。煤樣採出後應及時用密封袋封號,以免風化。

2、煤樣要附有標籤,註明取樣地點、層位、取樣時間和取樣人德等。

3、煤樣攜帶、運送過程中應注意不得摔碎。

(二)煤的堅固性係數煤樣的測定方法

煤的堅固性用堅固性係數的大小來表示。常用的測定方法:落錘破碎測定法,簡稱落錘法。

測定方法及步驟:從採集的煤樣中選取塊度為10~15㎜的小煤塊分成5份,每份重40g,各放在測筒內進行落錘破碎試驗,測筒包括落錘(重2.4kg),圓筒及搗臼組成。

測料及量具如圖9所示。

1—量柱;2—量筒(硬鋁,與滑動配合);3—底塞;4—手柄(木);5—繩索(鐵絲或尼龍繩);6—銷(46號鋼);7—落錘(2.4㎏);8—圓筒(45號鋼);9—搗臼(45號鋼)

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