礦井瓦斯防治技術(shù)模塊二：煤層瓦斯壓力與瓦斯含量的測定通風(fēng)安全教研室資源開發(fā)系知識點(diǎn)技能點(diǎn)煤層瓦斯壓力的概念煤層瓦斯壓力分布的一般規(guī)律煤層瓦斯壓力的測定方法制定測定煤層的瓦斯壓力方案預(yù)測煤層的瓦斯壓力課題一：煤層瓦斯壓力的測定課題要點(diǎn)工作任務(wù)任務(wù)描述任務(wù)分析為了預(yù)防石門揭穿煤層時發(fā)生突出事故，必須在揭穿突出煤層前，通過鉆孔測定煤層的瓦斯壓力，它是突出危險(xiǎn)性預(yù)測的主要指標(biāo)之一，又是選擇石門防突措施的主要依據(jù)。同時，用間接法測定煤層瓦斯含量，也必須知道煤層原始的瓦斯壓力。此外，在瓦斯噴出、煤與瓦斯突出的發(fā)生、發(fā)展過程中，瓦斯壓力也起著重大作用。因此，測定煤層瓦斯壓力是煤礦瓦斯管理和科研需要經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)工作。測定煤層瓦斯壓力時，通常是從圍巖巷道向煤層打孔徑為50-75mm的鉆孔，孔中放置測壓管，用壓力表直接進(jìn)行測定。為了測定煤層的原始瓦斯壓力，測壓地點(diǎn)的煤層應(yīng)為未受采動影響的原始煤體。石門揭穿突出煤層前測定煤層瓦斯壓力時，在工作面距煤層法線距離5m以外，至少打2個穿透煤層全厚或見煤深度不少于10m的鉆孔。１.煤層瓦斯壓力的概念賦存在煤層孔隙中的游離瓦斯所表現(xiàn)出來的氣體壓力煤層瓦斯壓力當(dāng)煤的吸附瓦斯能力相同時，煤層瓦斯壓力越高，煤的吸附瓦斯量越大。當(dāng)煤的孔隙率相同時，游離瓦斯量與瓦斯壓力成正比。２.煤層瓦斯壓力分布的一般規(guī)律０２４６８102004006008001000同一礦區(qū)，煤層瓦斯壓力隨深度的增加而增大3.煤層瓦斯壓力的測定方法填料封孔法打完鉆孔后，先用水清洗鉆孔再向孔內(nèi)放置帶有壓力表接頭的測壓管，管徑約為6-8mm，長度不小于6m，最后用充填材料封孔。3.煤層瓦斯壓力的測定方法封孔器封孔法——膠圈封孔器法優(yōu)點(diǎn)：簡便易行，封孔器可重復(fù)使用。缺點(diǎn)：封孔深度小，且要求封孔段巖石必須致密、完整。3.煤層瓦斯壓力的測定方法封孔器封孔法——膠圈—壓力粘液封孔器法優(yōu)點(diǎn)：封孔段長度大，壓力粘液可滲入封孔段巖（煤）體裂隙，密封效果好。知識點(diǎn)技能點(diǎn)煤層瓦斯含量影響煤層瓦斯含量的因素煤層瓦斯含量的測定方法會測定煤層瓦斯含量能夠正確使用測定儀器課題要點(diǎn)課題二：煤層瓦斯含量的測定任務(wù)描述工作任務(wù)任務(wù)分析煤層瓦斯含量是煤層的基本瓦斯參數(shù)，是計(jì)算瓦斯蘊(yùn)藏量、預(yù)測瓦斯涌出量的重要依據(jù)。煤層未受采動影響時的瓦斯含量稱為原始瓦斯含量，如果煤層受到采動影響，已經(jīng)排放出部分瓦斯，則剩余在煤層中的瓦斯含量稱為殘存瓦斯含量。煤層瓦斯含量包含兩部分，即游離的瓦斯量和煤體吸附的瓦斯量。測定方法分為直接測定法和間接測定法兩類。根據(jù)應(yīng)用范圍又可分為地質(zhì)勘探鉆孔法和井下測定法兩類。1．直接測定法就是直接從采取的煤樣中抽出瓦斯，測定瓦斯的成分和含量。目前，主要采用解吸法測定。2．煤層瓦斯含量間接測定方法是根據(jù)煤層瓦斯壓力和煤的吸附等溫線確定煤的瓦斯含量。1.煤層瓦斯含量含量的三種定義殘存瓦斯含量煤層瓦斯含量

原始瓦斯含量單位質(zhì)量或體積的煤中所含有的瓦斯量，單位是m3/t或m3/m3煤層未受采動影響時的瓦斯含量煤層受到采動影響，已經(jīng)排放出部分瓦斯，則剩余在煤層中的瓦斯含量煤田地質(zhì)史2.影響煤層瓦斯含量因素煤田的形成經(jīng)過了漫長的地質(zhì)變化。隨著地層的上升和沉降，覆蓋層加厚或剝蝕，對煤層瓦斯流失排放的過程產(chǎn)生了不同的影響。地層上升時，剝蝕作用增強(qiáng)，使煤層露出地表，煤層瓦斯的運(yùn)移排放速度加快；地層下降時，煤層的覆蓋層加厚，從而緩解了瓦斯向地表散失。褶曲構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造

開放性構(gòu)造發(fā)育煤層，瓦斯含量?。环忾]性構(gòu)造煤層瓦斯含量大褶曲構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造

靠近斷層帶附近瓦斯含量降低；稍遠(yuǎn)離斷層，瓦斯含量增高；離斷層再遠(yuǎn)，瓦斯含量恢復(fù)正常。煤的變質(zhì)程度煤層圍巖性質(zhì)煤層賦存條件水文地質(zhì)條件地質(zhì)構(gòu)造決定因素2.影響煤層瓦斯含量因素3.煤層瓦斯含量的測定方法直接方法間接方法地勘方法井下方法按方法特點(diǎn)分按應(yīng)用范圍分分類（1）地質(zhì)勘探時期煤層瓦斯含量的直接測定法測定步驟采樣瓦斯解吸規(guī)律測定損失瓦斯量計(jì)算試驗(yàn)室煤樣脫氣及氣體成分分析煤層瓦斯含量計(jì)算（1）地質(zhì)勘探時期煤層瓦斯含量的直接測定法井下鉆屑解吸法(A)井下鉆屑解吸法(B)井下鉆屑解吸法(C)（2）生產(chǎn)時期井下煤層瓦斯含量的直接測定法僅適用于k<1的煤層，要推算取樣損失量、測定殘存瓦斯量，測定周期長。適應(yīng)于所有煤層。要推算煤樣在取樣過程中的損失量Q2、煤樣解吸測定終了后的殘存瓦斯量Q3＋Q4。不需要推算損失瓦斯量和測定殘存瓦斯量,測定周期僅15～30min采樣（2）生產(chǎn)時期井下煤層瓦斯含量的直接測定法測定步驟

負(fù)壓取樣器皂膜流量計(jì)瓦斯解吸規(guī)律測定損失瓦斯量計(jì)算煤樣粉碎過程和粉碎后解吸的瓦斯量可解吸瓦斯量計(jì)算（3）煤層瓦斯含量間接測定方法根據(jù)煤層瓦斯壓力和煤的吸附等溫線確定煤的瓦斯含量計(jì)算公式需要數(shù)據(jù)瓦斯壓力，吸附常數(shù)，工業(yè)分析，孔隙率。缺點(diǎn)需測參數(shù)多，周期長。（3）煤層瓦斯含量間接測定方法采樣測定步驟

測定不同平衡瓦斯壓力下煤樣解吸瓦斯量計(jì)算煤的瓦斯含量系數(shù)α煤樣吸附平衡含量系數(shù)法計(jì)算公式優(yōu)點(diǎn)簡便，適應(yīng)于瓦斯流動計(jì)算用瓦斯含量和壓力估算缺點(diǎn)：粗糙近似（3）煤層瓦斯含量間接測定方法根據(jù)煤的殘存瓦斯含量推算煤層瓦斯含量當(dāng)實(shí)測殘存瓦斯含量≤3m3/tf：X0＝1.33Xc當(dāng)實(shí)測殘存瓦斯含量＞3m3/tf：X0＝2.05Xc-2.17cc計(jì)算公式

技術(shù)關(guān)鍵在掘進(jìn)工作面煤壁暴露30min后，從煤層頂部和底部各取一個煤樣，裝入密封罐，送試驗(yàn)室測煤的殘存瓦斯含量；如暴露時間已超過30min，需清除煤壁0.2-0.3m深，再采煤樣。（3）煤層瓦斯含量間接測定方法