第10章 防突技术操作.pptx

第十章 防突技术操作第一节 煤层瓦斯基础参数测定第二节 突出危险性预测指标的测定与有关参数考察复习思考题第一节 煤层瓦斯基础参数测定 一、 煤层瓦斯压力测定 1.煤层瓦斯压力 煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量的主要因素之一，当煤的孔隙率相同时，游离瓦斯量与瓦斯压力成正比；当煤的吸附瓦斯能力相同时，煤层瓦斯压力越高，煤的吸附瓦斯量越大。煤层瓦斯压力是间接法预测煤层瓦斯含量的必备参数。瓦斯压力是预测突出的主要指标之一。第一节 煤层瓦斯基础参数测定 2.煤层瓦斯压力测定要求 为了预防石门揭穿煤层时发生突出事故，必须在揭穿突出煤层前，通过钻孔测定煤层瓦斯压力。瓦斯压力是选择石门局部防突措施的主要依据。因此，测定煤层瓦斯压力是煤矿瓦斯管理和科研需要经常进行的一项工作。第一节 煤层瓦斯基础参数测定 测定煤层瓦斯压力时，通常是从石门或围岩钻场向煤层打孔径为50～75 mm的钻孔，孔中放置测压管，将钻孔封闭后用压力表直接进行测定。为了测定煤层的原始瓦斯压力，测压地点的煤层应为未受采动影响的原始煤体。石门揭穿突出煤层前测定煤层瓦斯压力时，在工作面距煤层法线距离5 m以外，至少打2个穿透煤层全厚或见煤深度不少于10 m的钻孔。第一节 煤层瓦斯基础参数测定 3.煤层瓦斯压力随深度的变化规律 研究表明，在同一深度下，不同矿区煤层的瓦斯压力值有很大的差别，但同一矿区中煤层瓦斯压力随深度的增加而增大，这一特点揭示了煤层瓦斯压力分布规律。 第一节 煤层瓦斯基础参数测定 煤层瓦斯压力的大小，取决于煤生成后煤层瓦斯的排放条件。在漫长的地质年代中，煤层瓦斯排放条件是一个极其复杂的问题，除与覆盖层厚度、透气性能、地质构造条件有关外，还与覆盖层的含水性密切相关。第一节 煤层瓦斯基础参数测定 当覆盖层充满水时，煤层瓦斯压力最大，这时瓦斯压力等于同水平的静水压力；当煤层瓦斯压力大于同水平静水压力时，瓦斯将冲破水的阻力向地面逸散；当覆盖层未充满水时，煤层瓦斯压力小于同水平的静水压力，煤层瓦斯以一定压力得以保存。 图10-1煤层瓦斯压力随距地表深度变化第一节 煤层瓦斯基础参数测定图10-1是实测的我国部分局、矿煤层瓦斯压力随距地表深度变化图，从图中可以看出，绝大多数煤层的瓦斯压力小于或等于同水平静水压力。第一节 煤层瓦斯基础参数测定 在煤层赋存条件和地质构造条件变化不大时，同一深度各煤层或同一煤层在同一深度的各个地点，煤层瓦斯压力是相近的。随着煤层埋藏深度的增加，煤层瓦斯压力呈正比例增加。第一节 煤层瓦斯基础参数测定 在地质条件不变的情况下，煤层瓦斯压力随深度变化的规律通常用下式描述：P=P0+m(H-H0）式中: P—在深度H处的瓦斯压力， MPa； P0—瓦斯风化带H0深度的瓦斯压力， MPa，一般取0.15～0.2； H0— 瓦斯风化带的深度， m； H— 煤层距地表的垂直深度， m； m—瓦斯压力梯度， MPa/m；第一节 煤层瓦斯基础参数测定式中:P1—实测瓦斯压力， MPa； H1—测瓦斯压力p1地点的垂深， m。第一节 煤层瓦斯基础参数测定我国各煤矿瓦斯压力随深度变化的实测数据，瓦斯压力梯度m一般为0.007～0.012 MPa/m，而瓦斯风化带的深度则在几米至几百米之间。表10-1是我国部分矿井的煤层瓦斯压力和瓦斯压力梯度实测值。第一节 煤层瓦斯基础参数测定矿井名称煤层垂深/m瓦斯压力/MPa瓦斯压力梯度/MPa.m-1南桐一井442185031.524.220.0095北票台吉一井447135606.865.120.0114涟邵蛇形山442142522.142.600.0120淮北芦岭882454820.22.960.0116第一节 煤层瓦斯基础参数测定 4.煤层瓦斯压力的测定方法 煤层瓦斯压力主要采用井下直接测定法。直接测定煤层原始瓦斯压力按《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》中的规定进行。图10-2注浆封孔测压1—煤层；2—水泥浆；3—注浆管；4—闸阀；5—测压管；6—速凝水泥；7—压力表；8—注浆泵第一节 煤层瓦斯基础参数测定 测压装置包括测压管、管接头、注浆管、压力表等，注浆设备为扬程需大于50 m的专用注浆泵。注浆封孔测压如图10-2所示。第一节 煤层瓦斯基础参数测定 测压钻孔直径为65～95 mm，长度为25～70 m。钻孔施工完成后，需进行封孔和测定工作： ① 将测压管安装在钻孔中预定的封孔深度，在孔口用聚氨酯堵塞，并安装好注浆管。第一节 煤层瓦斯基础参数测定 ② 根据封孔深度确定水泥及膨胀剂的使用量，按一定比例配制好封孔水泥浆，用注浆泵一次连续将封孔水泥浆注入钻孔内。 ③ 注浆24 h凝固后，安装阀门及压力表。 ④ 观测、记录钻孔的压力值，直到观测值基本稳定。第一节 煤层瓦