瓦斯含量和瓦斯壓力測定

1、 王兆豐王兆豐 河南省特聘教授、河南理工大學(xué)博導(dǎo)，研究員，河南省特聘教授、河南理工大學(xué)博導(dǎo)，研究員，煤礦災(zāi)害預(yù)防與搶險(xiǎn)救災(zāi)教育部工程研究中心常務(wù)煤礦災(zāi)害預(yù)防與搶險(xiǎn)救災(zāi)教育部工程研究中心常務(wù)副主任，瓦斯防治技術(shù)與裝備研究所所長。副主任，瓦斯防治技術(shù)與裝備研究所所長。 國家安全生產(chǎn)專家，中國煤炭學(xué)會瓦斯地質(zhì)專國家安全生產(chǎn)專家，中國煤炭學(xué)會瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會副主任委員，河南省職業(yè)安全健康協(xié)會副業(yè)委員會副主任委員，河南省職業(yè)安全健康協(xié)會副理事長。理事長。 聯(lián)系電話：聯(lián)系電話： 電子郵箱：電子郵箱：編輯ppt內(nèi)容提要一、瓦斯含量與瓦斯壓力測定的重要性一、瓦斯含量與瓦斯壓力測定的重要性二、煤層瓦斯壓力測定

2、方法二、煤層瓦斯壓力測定方法三、煤層瓦斯含量測定方法三、煤層瓦斯含量測定方法編輯ppt 一、瓦斯壓力（含量）測定的重要性一、瓦斯壓力（含量）測定的重要性編輯ppt一、瓦斯壓力（含量）測定的重要性一、瓦斯壓力（含量）測定的重要性編輯ppt一、瓦斯壓力（含量）測定的重要性一、瓦斯壓力（含量）測定的重要性編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定集氣法集氣法瓦斯含量測定方法瓦斯含量測定方法直接法直接法間接法間接法地勘方法地勘方法井下方法井下方法解吸法解吸法鉆屑解吸法鉆屑解吸法密閉法密閉法編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定煤層瓦斯含量：煤層瓦斯含量：單位重量煤中所含有的換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20，0.1MPa）的瓦斯體積

3、稱之為煤層瓦斯含量，單位m3/t和cm3/g。編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法PCH4煤層煤層泥漿泥漿v vv鉆孔鉆孔P泥漿泥漿P泥漿泥漿P空氣PCH4PCH4編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法1234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法編輯ppt二、煤

4、層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法編輯pptttKVs0瓦斯損失量計(jì)算圖 二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法編輯pptv 采樣：采樣：用普通巖芯管采取煤芯用普通巖芯管采取煤芯( (煤樣煤樣) )，當(dāng)煤芯，當(dāng)煤芯( (煤樣煤樣) )提升至地表之提升至地表之后選取后選取300300400g400g立即裝入密封罐中，在采樣過程中，注意記錄開始立即裝入密封罐中，在采樣過程中，注意記錄開始提芯、煤芯提至地表和裝罐前在空氣中暴露的時(shí)間。提芯、煤芯提至地表和裝罐前在空氣中暴露的時(shí)間。v 瓦斯解吸量測定：瓦斯解吸量測定：煤樣裝入密封罐后，先將穿刺針頭插入罐蓋上的煤樣裝入密封罐后，先將穿刺針頭插入罐蓋上的膠墊圈，

5、再擰緊罐蓋，并通過針頭將密封罐與解吸儀連接，開始測膠墊圈，再擰緊罐蓋，并通過針頭將密封罐與解吸儀連接，開始測量煤樣解吸瓦斯量隨時(shí)間的變化。測量量煤樣解吸瓦斯量隨時(shí)間的變化。測量2h2h后，得出累計(jì)瓦斯解吸體后，得出累計(jì)瓦斯解吸體積積V1V1，然后取出針頭，將密封罐送至實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行脫氣和氣體分析。，然后取出針頭，將密封罐送至實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行脫氣和氣體分析。v 損失瓦斯量推算：損失瓦斯量推算：煤樣在最初暴露的一段時(shí)間內(nèi)，累計(jì)解吸瓦斯量煤樣在最初暴露的一段時(shí)間內(nèi)，累計(jì)解吸瓦斯量與煤樣解吸時(shí)間的平根成正比，即：與煤樣解吸時(shí)間的平根成正比，即：VS=KVS=Kv 殘存瓦斯量實(shí)驗(yàn)室測定：殘存瓦斯量實(shí)驗(yàn)室測定：

6、經(jīng)解吸測定的煤樣，在密封狀態(tài)下加熱經(jīng)解吸測定的煤樣，在密封狀態(tài)下加熱(95)(95)真空脫氣，確定真空脫氣，確定V V3 3，再粉碎后脫氣，確定，再粉碎后脫氣，確定V V4 4，氣體組份分析，氣體組份分析煤樣稱重并進(jìn)行工業(yè)分析煤樣稱重并進(jìn)行工業(yè)分析tto二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法地勘瓦斯含量可靠性評價(jià)： 煤樣灰分含量不得超過40%； 煤樣現(xiàn)場瓦斯解吸測定后，必須密封裝罐，脫氣前不漏氣； 煤樣重量不得少于250g； 瓦斯帶測定煤樣甲烷成分不低于80%； 同一鉆孔同一煤層有兩個(gè)或兩個(gè)以上的瓦斯含量測值，且均滿足條件時(shí)，按最大值確定煤層瓦斯含量

7、。編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法編輯ppt11161712D15N2G141318F10E2C1CH19987354BA64dacb二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法編輯pptv 解決了二大技術(shù)難題：解決了二大技術(shù)難題：v 提鉆過程泥漿壓降模擬；提鉆過程泥漿壓降模擬；v 提鉆過程漏失瓦斯量實(shí)時(shí)提鉆過程漏失瓦斯量實(shí)時(shí)精確測定。精確測定。v 測定裝備申報(bào)了發(fā)明專利測定裝備申報(bào)了發(fā)明專利v 實(shí)驗(yàn)得到了實(shí)驗(yàn)得到了“漏失瓦斯量漏失瓦斯量不能用簡單的計(jì)算公式來不能用簡單的計(jì)算公式來推算推算”的結(jié)論的結(jié)論二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法編輯ppt編輯ppt地面瓦斯解吸測定地面瓦斯解吸測

8、定鉆孔煤芯鉆孔煤芯地勘鉆孔提鉆記錄地勘鉆孔提鉆記錄實(shí)驗(yàn)室煤樣處理實(shí)驗(yàn)室煤樣處理漏失瓦斯量漏失瓦斯量給定瓦斯壓力給定瓦斯壓力實(shí)驗(yàn)室煤樣處理實(shí)驗(yàn)室煤樣處理模擬測試模擬測試模擬測試裝置模擬測試裝置殘余瓦斯壓力測定殘余瓦斯壓力測定殘余瓦斯壓力殘余瓦斯壓力殘余壓力比較殘余壓力比較不相等不相等相等或模擬相等或模擬次數(shù)超過次數(shù)超過5次次模擬結(jié)束模擬結(jié)束二、煤層瓦斯含量測定（1）地勘解吸法編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定（2）鉆屑解吸法要求：鉆屑采自原始煤體，孔深超過10m鉆屑采集方法與器具鉆屑采集方法與器具編輯ppt測定步驟：（1）采樣：孔口取樣，粒度為13mm，煤樣100 200g（2）煤樣瓦斯解吸量測定（

9、3）取樣過程中的瓦斯解吸量推算（4）煤樣殘存瓦斯量測定（5）瓦斯含量計(jì)算二、煤層瓦斯含量測定（2）鉆屑解吸法編輯pptl原理：與地勘解吸法類似l與地勘解吸法的區(qū)別：損失瓦斯量推算方法不同l取樣損失量推算公式： qt=qoe-kt缺點(diǎn)：無法定點(diǎn)取樣；要推算取樣損失量、測定殘存瓦斯量，測定周期長。 1102ktekrQ二、煤層瓦斯含量測定（2）鉆屑解吸法編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定（2）鉆屑解吸法編輯ppt二、煤層瓦斯含量測定（3）間接法KPMMAbPabPXadadd1031. 0111001001缺點(diǎn)：需測參數(shù)多，周期長編輯ppt煤層原始瓦斯壓力：當(dāng)煤層未受采動影響而處于原始賦存狀態(tài)時(shí)，煤中

10、平衡瓦斯壓力稱之為煤層原始瓦斯壓力，單位為MPa（兆帕）。煤層殘存瓦斯壓力：當(dāng)煤層受采動影響涌出一部分瓦斯后，煤層中殘留瓦斯的壓力大小稱之為煤層殘存瓦斯壓力，單位為MPa。三、煤層瓦斯壓力測定編輯ppt三、煤層瓦斯壓力測定瓦斯壓力測定方法瓦斯壓力測定方法測壓方式測壓方式被動式被動式主動式主動式封孔材料封孔材料膠圈膠圈-粘液封孔粘液封孔注漿封孔注漿封孔黃泥封孔黃泥封孔測壓地點(diǎn)測壓地點(diǎn)井下測壓井下測壓地面測壓地面測壓穿層鉆孔測壓穿層鉆孔測壓煤層測壓煤層測壓編輯ppt二、煤層瓦斯壓力測定（1）地面鉆孔測壓編輯ppt二、煤層瓦斯壓力測定（2）井下鉆孔測壓適用條件：l封孔長度不能太長，一般10m；l測壓

11、處巖石堅(jiān)硬、少裂隙 ；l穿層鉆孔測壓。 編輯ppt二、煤層瓦斯壓力測定（2）井下鉆孔測壓適用條件：l松軟巖層或煤巷測壓； l煤層群分層測壓；l穿層鉆孔測壓；l用于煤層孔測壓時(shí)，煤層傾角應(yīng)該大于10;l鉆孔長度 15m.編輯ppt適用條件：l松軟巖層穿層鉆孔測壓或煤巷測壓；l鉆孔長度 15m。二、煤層瓦斯壓力測定（2）井下鉆孔測壓編輯ppt適用條件：l封孔長度不能太長，一般10m；l測壓處巖石堅(jiān)硬、少裂隙 ；l穿層鉆孔測壓。 二、煤層瓦斯壓力測定（2）井下鉆孔測壓編輯ppt 二、煤層瓦斯壓力測定編輯ppt測定方法的選擇：測定方法的選擇：l測壓處巖石堅(jiān)硬、少裂隙，可采用黃泥、水泥封孔測壓法。l在松

12、軟巖層及煤巷中測定煤層的瓦斯壓力時(shí)，鉆孔長度15m 時(shí)應(yīng)采用 膠囊一密封粘液封孔測壓法；鉆孔長度15m 時(shí)應(yīng)采用注漿封孔測壓法。l豎井揭煤可采用注漿封孔測壓法。l測定鄰近煤層的瓦斯壓力或煤層群分層測壓應(yīng)采用注漿封孔測壓法。l測壓時(shí)間充足時(shí)，宜采用被動測壓法。l測壓時(shí)間緊迫時(shí)，應(yīng)采用主動測壓法。二、煤層瓦斯壓力測定編輯ppt封孔深度：封孔深度：（1）封孔深度應(yīng)超過鉆孔施工地點(diǎn)巷道的影響范圍，并滿足以下要求: 黃泥、水泥封孔測壓法的封孔深度應(yīng)不小于5m； 膠囊一粘液封孔測定本煤層瓦斯壓力的封孔深度應(yīng)不小于10m ； 注漿封孔測壓法的封孔深度不小于12m，煤層群分層測壓時(shí)則應(yīng)封堵至被測煤層在鉆孔側(cè)的頂板或底板；（2）應(yīng)盡可能加長測壓鉆孔的封孔深度。（3）本煤層測壓孔封孔應(yīng)保證其測壓氣室長不小于1.5 m ，穿層測壓孔的封孔不宜超過被測煤層在鉆孔側(cè)的頂板或底板。二、煤層瓦斯壓力測定編輯ppt00.20.40.60.811.21.41.61.8201020304050測定時(shí)間（day)表壓力（MPa)二、煤層瓦斯壓力測定編輯ppt圖5-12 測壓孔類瓦斯壓力恢復(fù)曲線00.511.522.501020304050測定時(shí)間（day)表壓