煤矿测压方案.doc

瓦斯压力测定实施方案煤层瓦斯压力是煤层中瓦斯流动的动力，它不仅决定煤层瓦斯含量与瓦斯涌出量的大小，而且还是预测煤与瓦斯突出危险性的主要参数之一。在研究和治理矿井瓦斯工作中，煤层瓦斯压力是首要参数。煤层原始瓦斯压力确定方法（AQ/T 1047-2007煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法）主要有两种，其一为实测法，即利用石门揭煤巷道在揭煤前打穿层钻孔穿透煤层，对钻孔封孔测定煤层原始稳定平衡瓦斯压力；其二为间接法，即利用新鲜煤样，测定煤层原始瓦斯含量，然后用郎格缪尔方程反推煤层原始瓦斯压力。测定方法的选取应由矿井的实际条件来决定，如果矿井存在石门揭煤巷道和岩巷条件，应当首选直接法测定煤层原始瓦斯压力。1、 测试地点在北回风大巷，掘进工作面掘到离3#煤层底板法线距离为17m时在左帮打一钻场，钻场的规格为：43.63.6。在北材料大巷，掘进工作面掘到离3#煤层底板法线距离为13m时在左帮打一钻场，钻场的规格为： 43.63.6 。如下图1所示。2、测压地点的选择及钻孔的要求测压钻孔应布置在石门或坚硬致密的岩石巷道中，周围无采动、抽放影响，避开断层和裂隙，以免封孔不严造成漏气。由石门或其他围岩巷道向煤层打测压钻孔。钻孔与煤层交角应尽量接近900，钻孔要深入煤层至少3m，孔径在75mm以上。在上、下钻孔接近煤层时，采取取煤器进行施工，提取煤样，满足实验室对瓦斯基本参数的测试的需要（如：吸附常数、坚固性系数等等）。3测压方法采用钻孔瓦斯压力自然恢复的方法测定煤层原始瓦斯压力。首先在距测压煤层一定距离（20m）的岩巷打孔，孔径一般取直径75mm以上的穿层钻孔，钻孔最好垂直煤层布置,成孔后，在孔内安设测压管，然后对钻孔进行封孔（10m）；封孔后，安设压力表开始测压。前两个小时每30分钟记一次压力指示值，测压的头三天，需要每天记录二至三次压力表的指示值；以后每隔一天记录一次压力表的指示值。当压力表的压力指示值连续三天没有变化时，其压力即为煤层原始瓦斯压力，压力测定结束。4、封孔方式及封孔方法4.1、上向孔封孔穿层测压钻孔的封孔方式如图1示。封孔长度决定于封孔段岩性及其裂隙发育程度。岩石硬而无裂隙时可适当缩短，但不能小于5m；岩石松软或有裂隙时应增加。成孔以后，将测压管和注浆管连同圆锲形木塞一起置于测压钻孔之中，并将木塞在孔口紧固。水泥沙浆封孔一般采用压缩空气作为动力把充填物送入测压孔中，水泥与沙子的配比为1：2.5。为避免水泥沙浆凝固后出现收缩现象，也可在普通水泥中按重量加入12%的石膏。封孔长度应在10m以上；经24小时凝固，安设截止阀和压力表开始测压。 图1 上向钻孔封孔结构示意图所有测压孔均应从孔口封至测定煤层与顶板交界面的整个岩孔段，在煤层顶板岩性较完整致密的地方，封孔深度可减小，但不能低于15m；测压管连接头要用生胶带缠绕不少于20圈，使连接严密不漏气。4.2.2 封孔程序封孔前，需要用压风或自制的孔底排水器将孔内积水排放干净。先用窗纱将预打上花眼的4测压管的一端及所有花眼包裹严密，再用细铁丝绑扎牢固； 先将圆环形托盘置于与花管连接的管接头的上方并用细铁丝将托盘与管接头固定在一起，再绑上捋成长条形的棉纱布； 每根4测压管连接头上的丝口都有先用生料带缠绕不少于20圈，再用4管接头相互连接，并用12寸管钳带紧； 测压管下到位后，用蛤蟆卡子卡住孔口外的测压力管，并用8#铁丝进行牢固吊挂，以防注浆过程中或注浆后测压管因受重力而沿钻孔方向下移或坠入钻孔底； 向钻孔内倒入一些砂石，以堵住托盘与孔壁之间的空隙，预防注浆时水泥沙浆漏下去； 另安设一路4测压管作为注浆管用。先将注浆管下到距测压管10m处，再利用注浆泵向钻孔内注水泥沙浆，托盘上方钻孔内的积水就会顺着孔口护壁管淌出孔外；每注完一注浆泵的水泥沙浆后，将注浆管拆卸若干米，再注下一注将泵容积的水泥沙浆，直至水泥浆到达钻孔口。5、具体操作程序1、当钻孔即将见煤时应停止钻进，通知测压人员，待其到达现场后，恢复钻进，穿透煤层，及时清洗钻孔，排除孔中积水和岩屑。并详细记录参数（开孔及终孔时间、方位角、倾角、孔深、煤厚）。2、测压人员要及时组装测压管，尽快封闭测压孔。测压管的安装长度视钻孔深度而定，一般应尽可能靠近煤层。3、测压人员将测压管下至预定位置时，为了保证测压管不漏气，在管连接口处，缠上适量的生胶带。4、在孔口上打上防滑楔，以策安全。5、采取压风注浆时，注浆人员将搅拌均匀的水泥沙浆倒入喷浆罐内，数量可占其容积的三分之二，将罐盖压紧，然后把注浆管插入钻孔中 ，借助喷浆罐将水泥沙浆由孔口向孔底逐渐充填，直至注满为止。 6、待凝固24小时后，安装压力表。安装时要仔细检查压力表密封垫圈是否合格，为可靠起见，最好也缠绕适量的生胶带。7、安装压力表后，及时观察前二个小时压力值变化，每30分钟记录一次。 8、在整个测压过程中，前三天，每天记录2至3次压力值，以后每天要观察记录一次压力值的数据，若发现有异常情况要及时分析处理。9、如瓦斯压力连续三天无变化，则可认为这个稳定压力就是煤层瓦斯压力。6、施工设备、封孔器具和所需材料6.1、 所需施工设备序号名称规格型号单位数量备注1工程钻机台1适用于倾角0902管 钳12寸把23注浆泵台1封孔用4无芯钻头94mm个55取煤器75mm*1m 个26钻头113mm以上个6下向孔孔口管用7钻头75mm个62、封孔用料表序号材 料名 称规 格单位数量备 注1套管108mm2m根7用于下向孔（钢管），见图42压力表量程4MPa、精度4级YB-150块143测压管4分镀锌钢管，2m/根根若干两端车外螺纹，见图14测压气室管4分镀锌钢钢管，2m/根根14一端车外螺纹，另一端打若干透气孔，见图1。5测压管管箍4分钢管管箍个根据现场钻孔情况定6球阀4分阀（铜制、不锈钢）个147生料带10m/卷卷158水泥425#根据需要确定9胶皮垫85mm2mm个7用于下向孔加固钻孔密闭用10铁挡板80mm2mm个7沿径向打两个贯穿孔，孔径4分；图211圆锲形木塞高度250mm；个7沿径向打两个贯穿孔，孔径4分；图3示12细窗纱m22外罩测压气室管，以防堵塞13棉纱kg1014排气、注浆管1寸m根据钻孔长度定15石膏每百斤水泥加1214斤16聚氨酯kg10封孔口用图1 测压气室管与测压管加工示意图图2 铁挡板加工示意图20mm120mm80mm图3