淺析3煤層瓦斯基礎參數測定

王 永,高建明,胥 健

（肥城礦業集團楊營能源有限責任公司，山東 濟寧 272622）

淺析3煤層瓦斯基礎參數測定

王 永,高建明,胥 健

（肥城礦業集團楊營能源有限責任公司，山東 濟寧 272622）

對楊營能源有限責任公司礦井-595m水平范圍內3煤層瓦斯參數進行了測試，通過制定方案，設計施工鉆孔參數，現場測定和實驗室煤樣測試分析，計算得出3煤層的瓦斯基本參數。

瓦斯壓力；瓦斯含量；瓦斯涌出量

1 井田位置與3煤層概況

1.1 井田位置

楊營井田位于陽谷—茌平煤田的西南端，南與巨野煤田相鄰，井田北臨黃河，京九鐵路從井田西部穿過，山東省梁山縣城西北約7km，楊營村以北。

1.2 煤層概況

3下煤層屬二疊系山西組，位于中、下部，下距太原組三灰45.36～74.45m，平均59.73m。該煤層有沖刷、沖刷變薄及巖漿巖吞蝕、變焦現象，巖漿巖吞蝕區分布于井田東西兩部，中部局部被沖刷。煤層厚度0～3.96m，平均2.08m，可采系數87％。可采范圍內厚1.04～3.96m，平均2.45m。

2 煤層原始瓦斯壓力測定

2.1 測壓地點

測壓孔具體位置選擇在-595m東翼軌道大巷不受地質構造裂隙和采動影響段，共布置2處測壓孔，分別為1＃、2＃測壓鉆孔。為保證測壓效果，要求頂板保持20米以上的巖柱。

2.2 測壓方法

利用鉆機向頂板上方穿過巖層進行布孔。在測試壓力過程中為了方便封堵鉆孔，使其嚴密不漏氣，鉆孔直徑選擇75mm，用水泥漿直接封孔進行測定，確保兩處測壓鉆孔的見煤點距離大于50米。施工過程嚴格按有關行業標準規定進行。施工直徑75mm鉆孔后，將測壓管按裝在鉆孔中預定的封孔深度，并按好注漿管和回漿管，孔口用水泥藥卷封牢，根據封孔深度確定水泥的數量，并按一定比例配制成水泥漿，用注漿泵一次連續將水泥漿注入孔內，凝固后安裝壓力表，封孔示意圖：

1.注漿泵；2.連接膠管；3.注漿管；4.壓力表；5.回漿管；6.快干水泥；7.水泥砂漿；8.煤層；9.瓦斯管；10.放水器；11.漿池

安裝壓力表并關閉閥門后即開始進行瓦斯壓力測定，每1d記錄一次瓦斯壓力，連續觀察7d直到表壓值穩定后，可認為這個穩定的壓力就是煤層原始瓦斯壓力；測壓結束后,方可回收壓力表，此時測壓工作完成。

2.3 測壓結果

經測定-595m水平范圍內的3煤層瓦斯壓力為0 ～0.002MPa，煤層最高瓦斯壓力0.002MPa低于規定中煤層突出危險性單項指標值0.74 MPa。

3 煤的瓦斯吸附常數a、b值與瓦斯放散初速度

將采集的3煤層新鮮煤樣盡快用密封性好的塑料袋封裝，并填寫煤樣標簽，送實驗室進行吸附常數和工業分析測定。測定結果為：3煤層的瓦斯吸附常數a值為8.2236 m3/t，b值為2.201 MPa-1；3煤層的瓦斯放散初速度為8～9。

4 煤的孔隙率與堅固性系數

在實驗室通過對現場采集的煤樣測定煤的真假密度來計算，計算公式如下：

K=（ρt-ρp）/ρt×100％

式中：K—煤孔隙率，％；

ρt—煤真密度，m3/t；

ρp—煤視密度，m3/t。

楊營能源公司3煤層煤的孔隙率測定結果為：孔隙率為4.22％，堅固性系數為0.27～0.316。

5 3煤層瓦斯含量測定

經現場自然解析和實驗室粉碎前后解析，計算得出楊營能源公司3煤層瓦斯含量為1.6032m3/t～1.8836m3/t，根據測定、計算結果分析，3煤層瓦斯含量測定結果最大值沒有超過瓦斯抽放標準（瓦斯含量8m3/t）。

瓦斯含量本身呈現非均勻性分布，相同層位的煤層在不同區段瓦斯含量有差異，即使在同位煤層同一區段的相鄰地點，瓦斯含量也會出現不同的結果。出現這種現象，主要是由于地質構造過程中火成巖漿的侵入，導致了煤質的差異。另外影響瓦斯含量分布大小 還取決于瓦斯煤層生成和賦存條件，水文、溫度、頂底板巖性等也是影響因素，但最主要的影響條件是煤層的埋藏深度，它是決定煤層瓦斯含量大小的主要因素。經過多年來國內外檢測機構與研究人員對煤層瓦斯大量的檢測結果來看，賦存在煤層中的瓦斯呈現垂向分帶特征，隨著采深的增加，煤層瓦斯壓力將會增大，煤的吸附能力也會增加，因而導致煤層瓦斯含量持續增大。礦井目前測定的-595m水平范圍內3煤層的瓦斯含量，將會隨著采掘活動的深入與埋藏深度的增大而相對增大。

6 結語

楊營能源公司為瓦斯礦井，3煤層至今未出現煤與瓦斯突出動力顯現，但是隨著采區開拓延深、埋藏深度增加與采動壓力影響，3煤層各采區的瓦斯涌出量將會呈現不同程度的增大。建議對3煤層進一步加強瓦斯綜合防治措施，并隨著礦井下一步的開拓延深，需要不斷補充完善煤層瓦斯數據，及時掌握瓦斯參數的變化，根據參數的變化采取相應的治理措施，將瓦斯災害降至最低限度，使其處于可控安全狀態，提高礦井防治瓦斯災害的能力，確保礦井長治久安。

[1]煤炭科學研究總院重慶分院.AQ/T1047—2007煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法[S].北京：國家安全生產監督管理總局,2007.

[2]張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術[M].煤炭工業出版社,2001.

王永（1981—），男，畢業于山東科技大學，現從事技術工作。