顺煤层精确测瓦斯压力法
摘要:针对目前通常采用的瓦斯压力测定法遇到含水量大煤岩层时难以精确测定瓦斯压力这一难题,笔者提出了放水测瓦斯压力方法,并改进了钻孔封孔工艺,通过在祁南矿多个地点的成功试验与应用,总结出了一套精确测定含水量大钻孔瓦斯压力的方法。
关键词:突出煤层 含水 瓦斯压力 封孔 放水测定
0 引言
煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力,也是煤体瓦斯含量多少的标志。准确获取煤层原始瓦斯压力是有效开展瓦斯预测和防治工作的重要技术保障,有着极其重要的`意义。但是目前通常采用的瓦斯压力测定法,在遇到含水量大的煤岩层时,受静水压的影响,测定的结果偏差很大。基于此,为了提高煤层瓦斯压力的测试精度,笔者在祁南矿716底板抽放巷、726底板抽放巷及34下采区测压过程中,针对区域内构造、裂隙发育、含水丰富的特点,尝试了放水测瓦斯压力,并改进了钻孔封孔工艺。现场试验和应用结果表明,使用该工艺可以很好地封堵与测压钻孔沟通的渗水裂隙,保证测压过程的顺利和成功,并最终获取了比较准确、可靠的煤层瓦斯压力。
1 矿井概况
祁南矿隶属淮北矿业集团公司,位于宿南向斜转折端,含煤地层属二叠系下统山西组、下石盒子组和上统上石盒子组,可采或局部可采煤层10层,分为上、中、下三个煤组,自上而下依次为上煤组23、32煤层,中煤组61、62、63、71、72、8和9煤层,下煤组10煤层,可采煤层平均总厚度为16.84m,其中32、72、10煤层为矿井主要可采煤层。32、10煤层为高瓦斯煤层,71、72煤层为突出煤层,高瓦斯、突出煤层占矿井可采储量的85.8%。煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高,治理难度大,严重威胁着我矿的安全生产。
2 测压试验过程
2.1 测压钻孔设计 选取测压地点时,为了最大限度反应煤层原始状态下的瓦斯压力,需遵循以下原则:
2.1.1 煤层致密完整、无破碎,50m范围内无断层和大的裂隙;
2.1.2 如果必须在断层、裂隙带或破碎带地段施工测压孔时,首先必须对测压孔周围50m范围内注水泥浆或其它封堵材料,封堵围岩裂隙;
2.1.3 岩层无淋水,岩柱(垂高)至少大于10m;目标煤层周围无采空区,尽量选取近几年开拓的岩石巷道;
2.1.4 如果选取顺煤层施工测压孔,钻孔长度不小于40m,选取构造简单,有利于施工的最近开掘的煤巷。
此次测压试验,选取了101东翼轨道大巷、725底板抽放巷及34下轨道巷三个地点,每个试验地点设计两组测压钻孔,两组之间距离为30~40m之间,每组为两个测压钻孔,孔间距2.5m。钻孔的开孔位置均选择在岩石比较完整的位置。
2.2 钻工施工 钻孔施工应严格按设计钻孔参数进行,并保证钻孔平直、孔形完整,穿透被测煤层。在钻孔施工中,应准确记录钻孔参数、钻孔见煤深度,煤层厚度,以及钻孔开孔时间、见煤时间及结束时间。
遇含水层或破碎带时可采用如下钻孔施工工艺:
2.2.1 选好开孔位置后,选用Ф113mm钻头钻进5~6m深停止,退出钻杆。
2.2.2 扫净孔内岩屑后,将Ф108mm带法兰盘的孔口管送进孔内,孔口管露出钻孔外长度100～300mm左右为宜。
2.2.3 先用木楔、棉纱、快干水泥把孔口管固定好,再用水泥浆(水:水泥=1:1.5)加固孔口管;对于40
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