通化矿业(集团)有限责任公司八宝煤矿八宝井-700m水平Ⅰ煤层瓦斯基础参数测定及突出危险性预测方案.doc

通化矿业（集团）有限责任公司 八宝煤矿八宝井-700m水平1301采区Ⅰ煤层 瓦斯基础参数测定及突出危险性预测 实施方案 煤炭科学研究总院沈阳研究院 通化矿业（集团）有限责任公司 通化矿业（集团）有限责任公司八宝煤矿 二(一二年七月 1 项目的意义及必要性 随着八宝煤矿八宝井生产能力的提高及开采水平的不断延深，主采煤层的瓦斯含量瓦斯治理的难度逐渐加大。。过50m或经有关领导研究决定，与煤炭科学研究总院进行技术合作，开展项目的研究工作，以消除安全隐患，确保矿井安全、高效生产。通过对矿井生产实际充分分析，提出了 2 项目的主要研究内容 本项目拟开展以下个方面的研究工作： ⑴ -700m水平Ⅰ煤层瓦斯基础参数测定 ⑵ 矿井瓦斯涌出量预测 ⑶ 矿井抽放瓦斯可行性评价⑷ -700m水平Ⅰ煤层突出危险性预测以下对这个方面的研究内容加以详细阐述。 煤层瓦斯基础参数测定Ⅰ煤层瓦斯基础参数测定这些参数主要包括：瓦斯吸附常数及工业分析、煤层原始瓦斯压力、煤层原始瓦斯含量、煤层透气性系数、煤层钻孔自然瓦斯涌出量及其衰减系数、煤的瓦斯放散初速度指标△P、煤的坚固性系数f值、煤的破坏类型。煤的瓦斯吸附常数是衡量煤吸附瓦斯能力大小的指标。目前，煤的瓦斯吸附常数测定及工业分析只能在实验室完成。其测定步骤如下： ⑴ 将采集的煤样粉碎，取0.2～0.25mm粒度的试样300～400g装入密封罐中； ⑵ 在恒温60℃高真空（10-2～10-3mmHg）条件下脱气2天左右； ⑶ 在30℃恒温和0.1～5.0MPa压力条件下，进行不同瓦斯压力下的吸附平衡，并测定各种瓦斯平衡压力下的吸附瓦斯量； ⑷ 根据不同平衡瓦斯压力下的吸附瓦斯量（一般不少于6个点），按郎格缪尔方程W=abp/(1+bp)回归计算出煤的瓦斯吸附常数a和b值。 ⑸ 对采集煤样送沈阳研究院瓦斯实验室进行实验，测定出水分、灰分、挥发分、真密度、假密度和孔隙率等参数。 煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力。它是煤层瓦斯流动和涌出的基本参数，亦是煤层瓦斯流动的动力，它不仅决定着煤层瓦斯含量与涌出量的大小，而且对于煤与瓦斯突出危险性预测与制订合理的防突措施等均起着重要的作用。因此，准确测定煤层瓦斯压力是十分必要的。本项目实施过程中，采用直接法测定煤层瓦斯压力，即选取合适地点，打钻穿透煤层，封孔后上压力表直接进行测定。测压钻孔布置的具体要求为： ⑴ 施工穿岩层钻孔，钻孔见煤点距煤层内暴露点的距离必须大于50m； ⑵ 同一施工地点施工两个钻孔时，两钻孔见煤点间距必须大于20m； ⑶ 为了确保压力测定的可靠性，测定地点的煤层应为未受采动影响的原始煤体，测定地点的岩柱应较致密且开口点距煤层垂直距离不小于10m，从岩巷内向测压煤层打钻孔并穿过煤层顶板的距离不小于0.5m； ⑷ 钻孔孔径为?75mm； ⑸ 钻孔施工结束并清除完孔内钻屑后，按下图1所示的方式封孔测压。 钻孔的施工要求为： ⑴ 当钻孔施工与本矿其它生产单位相互干扰时，需设置钻场，在钻场内施工钻孔； ⑵ 当钻孔施工至煤层顶板0.5m以上时，应停止打钻，配合煤炭科学研究总院科研人员到施工地点进行封孔测定工作； ⑶ 钻孔的方位角和倾角必须严格按照设计参数施工，不得随意更改。 测压地点选择：Ⅰ煤层的原始瓦斯压力共需在1304布置一穿岩层钻孔，1301上顺和下顺分别布置5个顺煤层钻孔。 ⑴ 穿岩层钻孔测定煤层瓦斯压力 瓦斯压力测定方法：在布置好的钻场内，向Ⅰ煤层方向打穿层钻孔，然后向钻孔中插入测压管及注浆管，再将钻孔严密封闭，测压管接上压力表来测出煤层瓦斯压力。测压孔为仰孔，采用水泥砂浆封孔。 水泥砂浆封孔方式：测压管选用管，封孔材料为水泥砂浆，封孔方法见下图1。钻孔打完后将测压管及注浆管送入孔内，用木塞封堵孔口，注浆管为4分铁管（或硬胶管），管长2m，管外设阀门（如采用胶管则不需设阀门，但注完浆后应用铁丝捆扎）。封孔时打开阀门，用泥浆泵向孔内注入预定量水泥砂浆后停注，并关闭阀门。在封孔24小时待水泥初凝后安装压力表，观测压力升高情况。压力表读数应每天观察一次，并做好记录，当压力表读数连续一周不再变化时测定结束，压力表读数即为煤层瓦斯压力（相对压力）。 上向顺层钻孔测定瓦斯压力的施工方法基本类似于上向穿层钻孔，这里不再赘述。对于下向顺层测压钻孔，在其开孔段采用Φ94mm钻头施工，打至一定深度后，改用Φ75mm的钻头施工，钻孔打至预定位置后，先用水清洗钻孔，然后采用水泥砂浆?″管，长度应大于Φ94mm钻孔段2m以上。为了防止测压管堵塞，在测压管前端焊接一段直径大于测压管的筛管。为了防止水泥砂浆流入下部钻孔堵塞筛管，在筛管后部特定位