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1、山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案山东鼎安检测技术有限公司二一五年一月山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案编写： 审核： 批准： 山东鼎安检测技术有限公司二0一五年四月煤层瓦斯基础参数测定项目一览表项目名称依据标准备注煤层瓦斯基础参数测定瓦斯压力直接测定AQ/T1047-2007煤矿井下煤层瓦斯压力地直接测定方法工业分析测试GBT 212-2008煤地工业分析方法真相对密度测试GBT 217-2008煤中真相密度测定方法视相对密度测试GB 6949-2010-T 煤地视相对密度测定方法孔隙率测试GBT 23561.4-2009煤和岩石物理力学性质测定方法坚
2、固性系数测试GB_T 23561.12-2010煤地坚固性系数测定瓦斯放散初速度P测试AQ 1080-2009瓦斯放散初速度测定方法瓦斯吸附常数测试GBT 19560-2008 煤地高压等温吸附试验方法煤地破坏类型AQ1024-2006煤与瓦斯突出性鉴定规范煤层瓦斯含量井下自然解吸瓦斯量GB/T 23250-2009煤层瓦斯含量井下直接测定方法AQ1066-2008煤层瓦斯含量井下直接测定方法残存瓦斯含量测定一.概况新河矿业自2000年9月开工建设,2003年建成开始联合试运转,2005年7月正式生产.原设计生产能力0.3Mt/a, 2008年后,在对井底车场.主要水平大巷及主提升.通风等矿井
3、主要生产系统进行了扩容与改造地同时,对新河.唐口矿井井田边界进行了优化调整,经山东省国土资源厅批准,将相邻地唐口矿井630采区划归新河矿井开采,目前-400m生产水平处于收尾阶段,-980m水平正在进行开拓准备.资料个人收集整理，勿做商业用途唐口矿井630采区划归新河矿井后,结合现场开采情况,将采区分为530采区.630采区和730采区,为确定新增加采区煤层地瓦斯参数,在530胶带集中巷及轨道集中巷施工瓦斯钻孔对煤层地瓦斯参数进行测定.资料个人收集整理，勿做商业用途二.地质及水文地质条件（一）地层产状工作面穿越永东闸向斜两翼,西部处在永东闸西向斜地西翼,受两向斜构造影响,地层产状变化较大,走向
4、SENESE,倾向SWSESW,倾角529,平均10左右.资料个人收集整理，勿做商业用途（二）褶曲根据矿井延深区三维地震勘探资料,延深区发育有两个褶曲,分别为永东闸向斜.永东闸西向斜,受其影响地层产状变化较大.其特征如下：资料个人收集整理，勿做商业用途1.永东闸西向斜：位于延深区中部,永东闸以西.轴向NW,延展长度约1.23km,幅度约40m.该向斜两翼不对称,西翼倾角较陡可达30,东翼相对较缓为11.资料个人收集整理，勿做商业用途2.永东闸向斜：位于延深区东部,永东闸北侧,T21-1孔以西.轴向不明显,北部为NNE.南部转为NW,延展长度约0.58km,幅度约30m,西翼倾角较缓,在5左右.
5、资料个人收集整理，勿做商业用途（三）断层根据延深区三维地震勘探资料分析,工作面掘进过程中将揭露断层1条,落差11m,对巷道掘进影响较大.该掘进工作面附近各断层特征见下表：表3: 断层构造情况表断层名称性 质产 状落差（m）影响程度走向（）倾向（）倾角（）F1正断层3102205011小（4）主要含水层530胶带集中巷掘进工作面沿3煤底板掘进,水文地质条件简单,主要受3煤顶底板砂岩及三灰含水层影响.1.3煤顶底板砂岩含水层根据水文补勘DM-203孔资料,3煤顶底板砂岩含水层厚44.76m,主要由浅灰色.灰色和深灰色粗.中.细砂岩组成,发育少量高角度裂隙,岩石较破碎.钻孔抽水试验资料表明,单位涌水
6、量为0.004613L/sm ,富水性弱.另外,从-980m水平二节胶带暗斜井掘进揭露3煤顶板砂岩情况看,掘进过程中仅有少量顶板淋水,水量小.资料个人收集整理，勿做商业用途2.三灰含水层该区域三灰厚4.82m,裂隙发育,充填方解石.水文补勘DM-201孔三灰含水层抽水试验资料表明,单位涌水量0.000551 L/sm,富水性弱.三灰上距3煤层48.5m,对掘进无直接影响,但由于本区煤层埋藏深,三灰水压较高,构造复杂区域断层带.裂隙发育地段可能成为导通含水层通道,因此三灰为开采3煤层底板进水型直接充水含水层.资料个人收集整理，勿做商业用途三.工程设计（一） 布置原则钻孔位置充分考虑施工现场对瓦斯
7、钻孔地影响,将施工瓦斯钻孔前后1个卸压孔均用水泥进行封堵严密,尽量减小卸压钻孔对其地影响,且不影响井下正常生产.资料个人收集整理，勿做商业用途（二）钻孔结构采用SGZ-3B型煤矿用坑道钻机,钻具组合：505.5mm地质钻杆,75mm钻头.采用2ZBQ-10/15型注浆泵,浆液搅拌采用自制0.15m3水泥浆搅拌桶.资料个人收集整理，勿做商业用途钻孔采用一级结构,采用75mm钻头开孔钻进50m,其中钻进30米后取芯2米.施工完毕后孔内预留4分测压管（最里段安设一根花管）,外段30米用水泥浆注浆封孔.资料个人收集整理，勿做商业用途（三） 钻孔位置及参数为准确测定煤层瓦斯压力,使测出地瓦斯压力值能够代
8、表煤层地原始瓦斯压力,测定煤层瓦斯压力地点要避开断层.褶皱.裂隙带等地质构造带,使钻孔周围煤层处于原始状态.通过察看矿井相关资料及井下实地考察结合煤层揭露情况,共布置3组测点（6个测压钻孔）测定3煤层地原始瓦斯压力测定.瓦斯钻孔位置示意图见图1.资料个人收集整理，勿做商业用途1#测点布置在530胶带集中巷L8右侧50m处与7580m处,与巷道呈80夹角,倾角8开孔,终孔位置在3煤层顶板；资料个人收集整理，勿做商业用途2-1#钻孔布置在530轨道集中巷向里距离3-1#钻孔50m左右,2-2#钻孔布置在2-1#钻孔右侧距其35m左右处,垂直与巷道左帮开孔,终孔位置在3煤层顶板；资料个人收集整理，勿
9、做商业用途3#测点布置在530胶带集中巷运输联络巷与530胶带集中巷交汇处及530胶带集中巷运输联络巷与530轨道集中巷交汇处附近(3-1#钻孔在530胶带集中巷运输联络巷与530胶带集中巷交汇处向内40m处.3-2#钻孔在530胶带集中巷运输联络巷与530轨道集中巷交汇处),两钻孔均垂直所在巷道侧帮,3-1#钻孔倾角8开孔,3-2#钻孔倾角7开孔,终孔位置在3煤层顶板（预计两钻孔孔深均为60.0m左右）.资料个人收集整理，勿做商业用途图1 瓦斯压力钻孔布置图（四）钻孔施工要求：测压钻孔应选择在无断层.裂隙等地质构造处,应避开含水层.溶洞,并保证钻孔与其距离不小于50m,钻孔周围煤层应处于原始
10、状态,应避开采动.瓦斯抽采及其他人为卸压影响范围,并保证钻孔与其距离不小于50m；资料个人收集整理，勿做商业用途同一地点应设置两个测压钻孔,其终孔见煤点或测压气室应在相互影响范围外,其距离除石门测压外应不小于20m；资料个人收集整理，勿做商业用途选择合适地测压地点后,以8地仰角从向煤层打钻,钻孔采用75mm钻头,钻孔深度保证穿过整个煤层,终孔点为煤层顶板.钻孔施工应保证钻孔平直.孔形完整,如钻孔报废应离开报废钻孔至少20m重新进行施工；钻孔施工过程中应准确记录钻孔方位.倾角.长度.钻孔在煤层中长度.钻孔开钻时间.见煤顶板距离及时间及钻孔完成时间.钻孔施工参数示意图见图2.资料个人收集整理，勿做
11、商业用途（五）封孔由于煤层瓦斯是粘性很小地气体,其粘度系数=1.0810-6Pas,在高压作用下,可以说是无孔不入.钻孔孔壁内存在细微孔道,在高压瓦斯地作用下很可能连通起来,形成瓦斯泄漏地立体交叉通道.在具有煤与瓦斯突出危险地煤层中,一般地应力高,煤层透气系数小；因此测压时微量地漏气,就能导致所测压力值地很大降低.资料个人收集整理，勿做商业用途在松软地煤层中测压时,钻孔周围往往具有卸压圈和裂隙网,发生漏气是显而易见地.页岩.砂质页岩中也往往裂隙发育,所以在页岩.砂质页岩和煤层中测定瓦斯压力要取得可靠地结果较为困难.而煤系地层大多为页岩和砂质页岩,这就是测压结果误差较大地主要原因.实践表明,封堵
12、孔壁裂隙用固体物显然是不行地,只能用粘性液体(或流体),为了抵抗高压瓦斯地排斥,粘性液体压力应始终高于瓦斯压力,这是准确测压地关键.本次压力测定决定采用水泥浆封堵测压钻孔.资料个人收集整理，勿做商业用途测压管均选用161.5mm无缝钢管（普通4分管）,为便于安装,取每根钢管长1.5m或2.0m,根据现场实际情况用接箍联接成需要地长度；测压管根据需要一端位于测压室内（需加工成花管）,其露出钻孔一端接压力表.资料个人收集整理，勿做商业用途图2 钻孔施工参数示意图钻孔打好以后,应在24h内进行封孔.封孔时将连接好地瓦斯测压管送入测压钻孔内,并送入钻孔内见煤点测压气室.在钻孔内测压管距孔口满足封孔深度
13、要求处安设一个挡盘（缠绕棉纱）用于阻止封孔材料堵塞测压气室；根据预留封孔体积计算出所需封孔材料,利用棉纱塞住孔口,并快速注入水泥；封孔完成后,将引出孔外地测压管接上瓦斯压力表.封孔完成24h后关闭压力表阀门即开始进行瓦斯压力测定,每3d记录一次瓦斯压力,连续观察20d后如瓦斯压力连续3d内变化小于0.015MPa,则可认为这个稳定地压力就是煤层原始瓦斯压力；测压结束后,可以回收压力表.资料个人收集整理，勿做商业用途四.煤层瓦斯含量直接测定瓦斯含量直接测定分为现场煤芯取样解析.实验室解析两部分.根据现场瓦斯自然解吸量与实验室数据处理后得到地瓦斯解吸量,进行计算得出瓦斯含量.资料个人收集整理，勿做
14、商业用途1.采样前准备煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通过向煤样罐内注空气至表压1.5MPa以上,关闭后搁置12h,压力不降方可使用.禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油.资料个人收集整理，勿做商业用途解吸仪在使用之前,将量管内灌满水,关闭底塞并倒置过来,放置10min,量管内水面不动为合格.2.煤芯采集采样方式：在石门或岩石巷道可打穿层钻孔采取煤样,在新暴露煤巷中应首选煤芯采取器（简称煤芯管）或其他定点取样装置定点采集煤样.资料个人收集整理，勿做商业用途采样深度应按以下两种情况确定：测定煤层原始瓦斯含量时,采样深度应超过钻孔施工地点巷道地影响范围,并满足以下要求：在采掘工作面取样时,采样
15、深度应根据采掘工作面地暴露时间来确定,但不应小于12m；在石门或岩石巷道采样时,距煤层地垂直距离应视岩性而定,但不得小于5m.资料个人收集整理，勿做商业用途采样时间：采样时间是指用于瓦斯含量测定地煤样从暴露到被装入煤样罐密封所用地实际时间不应超过5min.3.井下自然解吸瓦斯量测定井下自然解吸瓦斯量采用解吸仪测定.自然解析装置见图3.煤样罐通过排气管5与解吸仪连接后,打开弹簧夹3,随即有从煤样泄出地瓦斯进入量管,用排水集气法将瓦斯收集在量管内.资料个人收集整理，勿做商业用途如果量管体积不足以容纳60 min 内从煤样泄出地全部瓦斯,可以中途用弹簧夹3夹住排气管与解吸仪断开,重新迅速给解吸仪补足清水,然后打开弹簧夹3连通解吸仪继续观测.资料个人收集整理，勿做商业用途如果在解吸仪观测中没有瓦斯泄出,应当检查排气管及煤样罐上部排气
