瓦斯含量和瓦斯压力测定

1、 王兆丰王兆丰 河南省特聘教授、河南理工大学博导，研究员，河南省特聘教授、河南理工大学博导，研究员，煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心常务煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心常务副主任，瓦斯防治技术与装备研究所所长。副主任，瓦斯防治技术与装备研究所所长。 国家安全生产专家，中国煤炭学会瓦斯地质专国家安全生产专家，中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会副主任委员，河南省职业安全健康协会副业委员会副主任委员，河南省职业安全健康协会副理事长。理事长。 联系电话：联系电话： 电子邮箱：电子邮箱：编辑ppt内容提要一、瓦斯含量与瓦斯压力测定的重要性一、瓦斯含量与瓦斯压力测定的重要性二、煤层瓦斯压力测定

2、方法二、煤层瓦斯压力测定方法三、煤层瓦斯含量测定方法三、煤层瓦斯含量测定方法编辑ppt 一、瓦斯压力（含量）测定的重要性一、瓦斯压力（含量）测定的重要性编辑ppt一、瓦斯压力（含量）测定的重要性一、瓦斯压力（含量）测定的重要性编辑ppt一、瓦斯压力（含量）测定的重要性一、瓦斯压力（含量）测定的重要性编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定集气法集气法瓦斯含量测定方法瓦斯含量测定方法直接法直接法间接法间接法地勘方法地勘方法井下方法井下方法解吸法解吸法钻屑解吸法钻屑解吸法密闭法密闭法编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量：煤层瓦斯含量：单位重量煤中所含有的换算成标准状态下（20，0.1MPa）的瓦斯体积

3、称之为煤层瓦斯含量，单位m3/t和cm3/g。编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法PCH4煤层煤层泥浆泥浆v vv钻孔钻孔P泥浆泥浆P泥浆泥浆P空气PCH4PCH4编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法1234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234123412341234编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法编辑ppt二、煤

4、层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法编辑pptttKVs0瓦斯损失量计算图 二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法编辑pptv 采样：采样：用普通岩芯管采取煤芯用普通岩芯管采取煤芯( (煤样煤样) )，当煤芯，当煤芯( (煤样煤样) )提升至地表之提升至地表之后选取后选取300300400g400g立即装入密封罐中，在采样过程中，注意记录开始立即装入密封罐中，在采样过程中，注意记录开始提芯、煤芯提至地表和装罐前在空气中暴露的时间。提芯、煤芯提至地表和装罐前在空气中暴露的时间。v 瓦斯解吸量测定：瓦斯解吸量测定：煤样装入密封罐后，先将穿刺针头插入罐盖上的煤样装入密封罐后，先将穿刺针头插入罐盖上的胶垫圈，

5、再拧紧罐盖，并通过针头将密封罐与解吸仪连接，开始测胶垫圈，再拧紧罐盖，并通过针头将密封罐与解吸仪连接，开始测量煤样解吸瓦斯量随时间的变化。测量量煤样解吸瓦斯量随时间的变化。测量2h2h后，得出累计瓦斯解吸体后，得出累计瓦斯解吸体积积V1V1，然后取出针头，将密封罐送至实验室，进行脱气和气体分析。，然后取出针头，将密封罐送至实验室，进行脱气和气体分析。v 损失瓦斯量推算：损失瓦斯量推算：煤样在最初暴露的一段时间内，累计解吸瓦斯量煤样在最初暴露的一段时间内，累计解吸瓦斯量与煤样解吸时间的平根成正比，即：与煤样解吸时间的平根成正比，即：VS=KVS=Kv 残存瓦斯量实验室测定：残存瓦斯量实验室测定：

6、经解吸测定的煤样，在密封状态下加热经解吸测定的煤样，在密封状态下加热(95)(95)真空脱气，确定真空脱气，确定V V3 3，再粉碎后脱气，确定，再粉碎后脱气，确定V V4 4，气体组份分析，气体组份分析煤样称重并进行工业分析煤样称重并进行工业分析tto二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法地勘瓦斯含量可靠性评价： 煤样灰分含量不得超过40%； 煤样现场瓦斯解吸测定后，必须密封装罐，脱气前不漏气； 煤样重量不得少于250g； 瓦斯带测定煤样甲烷成分不低于80%； 同一钻孔同一煤层有两个或两个以上的瓦斯含量测值，且均满足条件时，按最大值确定煤层瓦斯含量

7、。编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法编辑ppt11161712D15N2G141318F10E2C1CH19987354BA64dacb二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法编辑pptv 解决了二大技术难题：解决了二大技术难题：v 提钻过程泥浆压降模拟；提钻过程泥浆压降模拟；v 提钻过程漏失瓦斯量实时提钻过程漏失瓦斯量实时精确测定。精确测定。v 测定装备申报了发明专利测定装备申报了发明专利v 实验得到了实验得到了“漏失瓦斯量漏失瓦斯量不能用简单的计算公式来不能用简单的计算公式来推算推算”的结论的结论二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法编辑ppt编辑ppt地面瓦斯解吸测定地面瓦斯解吸测

8、定钻孔煤芯钻孔煤芯地勘钻孔提钻记录地勘钻孔提钻记录实验室煤样处理实验室煤样处理漏失瓦斯量漏失瓦斯量给定瓦斯压力给定瓦斯压力实验室煤样处理实验室煤样处理模拟测试模拟测试模拟测试装置模拟测试装置残余瓦斯压力测定残余瓦斯压力测定残余瓦斯压力残余瓦斯压力残余压力比较残余压力比较不相等不相等相等或模拟相等或模拟次数超过次数超过5次次模拟结束模拟结束二、煤层瓦斯含量测定（1）地勘解吸法编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定（2）钻屑解吸法要求：钻屑采自原始煤体，孔深超过10m钻屑采集方法与器具钻屑采集方法与器具编辑ppt测定步骤：（1）采样：孔口取样，粒度为13mm，煤样100 200g（2）煤样瓦斯解吸量测定（

9、3）取样过程中的瓦斯解吸量推算（4）煤样残存瓦斯量测定（5）瓦斯含量计算二、煤层瓦斯含量测定（2）钻屑解吸法编辑pptl原理：与地勘解吸法类似l与地勘解吸法的区别：损失瓦斯量推算方法不同l取样损失量推算公式： qt=qoe-kt缺点：无法定点取样；要推算取样损失量、测定残存瓦斯量，测定周期长。 1102ktekrQ二、煤层瓦斯含量测定（2）钻屑解吸法编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定（2）钻屑解吸法编辑ppt二、煤层瓦斯含量测定（3）间接法KPMMAbPabPXadadd1031. 0111001001缺点：需测参数多，周期长编辑ppt煤层原始瓦斯压力：当煤层未受采动影响而处于原始赋存状态时，煤中

10、平衡瓦斯压力称之为煤层原始瓦斯压力，单位为MPa（兆帕）。煤层残存瓦斯压力：当煤层受采动影响涌出一部分瓦斯后，煤层中残留瓦斯的压力大小称之为煤层残存瓦斯压力，单位为MPa。三、煤层瓦斯压力测定编辑ppt三、煤层瓦斯压力测定瓦斯压力测定方法瓦斯压力测定方法测压方式测压方式被动式被动式主动式主动式封孔材料封孔材料胶圈胶圈-粘液封孔粘液封孔注浆封孔注浆封孔黄泥封孔黄泥封孔测压地点测压地点井下测压井下测压地面测压地面测压穿层钻孔测压穿层钻孔测压煤层测压煤层测压编辑ppt二、煤层瓦斯压力测定（1）地面钻孔测压编辑ppt二、煤层瓦斯压力测定（2）井下钻孔测压适用条件：l封孔长度不能太长，一般10m；l测压

11、处岩石坚硬、少裂隙 ；l穿层钻孔测压。 编辑ppt二、煤层瓦斯压力测定（2）井下钻孔测压适用条件：l松软岩层或煤巷测压； l煤层群分层测压；l穿层钻孔测压；l用于煤层孔测压时，煤层倾角应该大于10;l钻孔长度 15m.编辑ppt适用条件：l松软岩层穿层钻孔测压或煤巷测压；l钻孔长度 15m。二、煤层瓦斯压力测定（2）井下钻孔测压编辑ppt适用条件：l封孔长度不能太长，一般10m；l测压处岩石坚硬、少裂隙 ；l穿层钻孔测压。 二、煤层瓦斯压力测定（2）井下钻孔测压编辑ppt 二、煤层瓦斯压力测定编辑ppt测定方法的选择：测定方法的选择：l测压处岩石坚硬、少裂隙，可采用黄泥、水泥封孔测压法。l在松

12、软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时，钻孔长度15m 时应采用 胶囊一密封粘液封孔测压法；钻孔长度15m 时应采用注浆封孔测压法。l竖井揭煤可采用注浆封孔测压法。l测定邻近煤层的瓦斯压力或煤层群分层测压应采用注浆封孔测压法。l测压时间充足时，宜采用被动测压法。l测压时间紧迫时，应采用主动测压法。二、煤层瓦斯压力测定编辑ppt封孔深度：封孔深度：（1）封孔深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求: 黄泥、水泥封孔测压法的封孔深度应不小于5m； 胶囊一粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应不小于10m ； 注浆封孔测压法的封孔深度不小于12m，煤层群分层测压时则应封堵至被测煤层在钻孔侧的顶板或底板；（2）应尽可能加长测压钻孔的封孔深度。（3）本煤层测压孔封孔应保证其测压气室长不小于1.5 m ，穿层测压孔的封孔不宜超过被测煤层在钻孔侧的顶板或底板。二、煤层瓦斯压力测定编辑ppt00.20.40.60.811.21.41.61.8201020304050测定时间（day)表压力（MPa)二、煤层瓦斯压力测定编辑ppt图5-12 测压孔类瓦斯压力恢复曲线00.511.522.501020304050测定时间（day)表压