淺析3煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定

王 永,高建明,胥 健

（肥城礦業(yè)集團楊營能源有限責(zé)任公司，山東 濟寧 272622）

淺析3煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定

王 永,高建明,胥 健

（肥城礦業(yè)集團楊營能源有限責(zé)任公司，山東 濟寧 272622）

對楊營能源有限責(zé)任公司礦井-595m水平范圍內(nèi)3煤層瓦斯參數(shù)進(jìn)行了測試，通過制定方案，設(shè)計施工鉆孔參數(shù)，現(xiàn)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(shù)。

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(xiàn)象，巖漿巖吞蝕區(qū)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(shù)87％。可采范圍內(nèi)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(zhì)構(gòu)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(jìn)行布孔。在測試壓力過程中為了方便封堵鉆孔，使其嚴(yán)密不漏氣，鉆孔直徑選擇75mm，用水泥漿直接封孔進(jìn)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(yán)格按有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。施工直徑75mm鉆孔后，將測壓管按裝在鉆孔中預(yù)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(jù)封孔深度確定水泥的數(shù)量，并按一定比例配制成水泥漿，用注漿泵一次連續(xù)將水泥漿注入孔內(nèi)，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(guān)閉閥門后即開始進(jìn)行瓦斯壓力測定，每1d記錄一次瓦斯壓力，連續(xù)觀察7d直到表壓值穩(wěn)定后，可認(rèn)為這個穩(wěn)定的壓力就是煤層原始瓦斯壓力；測壓結(jié)束后,方可回收壓力表，此時測壓工作完成。

2.3 測壓結(jié)果

經(jīng)測定-595m水平范圍內(nèi)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(guī)定中煤層突出危險性單項指標(biāo)值0.74 MPa。

3 煤的瓦斯吸附常數(shù)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(biāo)簽，送實驗室進(jìn)行吸附常數(shù)和工業(yè)分析測定。測定結(jié)果為：3煤層的瓦斯吸附常數(shù)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(shù)

在實驗室通過對現(xiàn)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(jié)果為：孔隙率為4.22％，堅固性系數(shù)為0.27～0.316。

5 3煤層瓦斯含量測定

經(jīng)現(xiàn)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(jù)測定、計算結(jié)果分析，3煤層瓦斯含量測定結(jié)果最大值沒有超過瓦斯抽放標(biāo)準(zhǔn)（瓦斯含量8m3/t）。

瓦斯含量本身呈現(xiàn)非均勻性分布，相同層位的煤層在不同區(qū)段瓦斯含量有差異，即使在同位煤層同一區(qū)段的相鄰地點，瓦斯含量也會出現(xiàn)不同的結(jié)果。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，主要是由于地質(zhì)構(gòu)造過程中火成巖漿的侵入，導(dǎo)致了煤質(zhì)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?shù)装鍘r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(jīng)過多年來國內(nèi)外檢測機構(gòu)與研究人員對煤層瓦斯大量的檢測結(jié)果來看，賦存在煤層中的瓦斯呈現(xiàn)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(dǎo)致煤層瓦斯含量持續(xù)增大。礦井目前測定的-595m水平范圍內(nèi)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(jié)語

楊營能源公司為瓦斯礦井，3煤層至今未出現(xiàn)煤與瓦斯突出動力顯現(xiàn)，但是隨著采區(qū)開拓延深、埋藏深度增加與采動壓力影響，3煤層各采區(qū)的瓦斯涌出量將會呈現(xiàn)不同程度的增大。建議對3煤層進(jìn)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(shù)據(jù)，及時掌握瓦斯參數(shù)的變化，根據(jù)參數(shù)的變化采取相應(yīng)的治理措施，將瓦斯災(zāi)害降至最低限度，使其處于可控安全狀態(tài)，提高礦井防治瓦斯災(zāi)害的能力，確保礦井長治久安。

[1]煤炭科學(xué)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(chǎn)監(jiān)督管理總局,2007.

[2]張鐵崗.礦井瓦斯綜合治理技術(shù)[M].煤炭工業(yè)出版社,2001.

王永（1981—），男，畢業(yè)于山東科技大學(xué)，現(xiàn)從事技術(shù)工作。