钻屑指标法操作方法Word文件下载.docx
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5-两通旋塞
k1测试方法
当打钻到预定深度时,用1~3mm的组合筛子在孔口接粉采样,同时启动秒表,在规定的时间内(一般1~2min),把充分筛分过的煤样装入煤样罐的量杯内,并与量杯相平,然后拧紧罐盖,松开阀门。
当秒表读数为时(通常为1~2min),启动仪器“采样”键开始测定。
然后仪器每隔0.5min记录一次煤样在解吸仪中累计解吸的瓦斯量Qi,共解吸5min,读取10个数据。
5min后按照仪器提示,输入秒表读数(min)和取样深度(m)后,计算过程由仪器自动完成。
从而,可得到10组对应的数据。
WTC瓦斯突出参数测试仪
参考临界值
各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表3中所列的指标临界值预测突出危险性。
表3钻屑解吸指标参考临界值
煤样
△h2(Pa)
K1(ml/g*min0.5)
干煤样
200
0.5
湿煤样
160
0.4
测试数据分析
如果所有实测的指标值均小于临界值,并且未发现其他异常情况,则该工作面为无突出危险工作面;
否则,为突出危险工作面。
异常情况的界定:
⑴煤层的构造破坏带,包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等;
⑵煤层赋存条件急剧变化;
⑶采掘应力叠加;
⑷出现喷孔、顶钻等动力现象;
⑸出现明显的突出预兆。
在突出煤层,当出现上述第⑷、⑸情况时,应判定为突出危险工作面;
当有上述第⑴、⑵、⑶情况时,除已经实施了工作面防突措施的以外,应视为突出危险工作面并实施相关措施。
影响因素分析
煤样粒度由于钻屑筛分不充分,使得测定钻屑瓦斯解吸指标所用的钻屑粒度不满足1~3mm要求,从而造成测定误差。
煤样纯度目前,现场测定钻屑瓦斯解吸指标(△h2、k1)多采用孔口接样方式,使得指标测定所用的煤样纯度不能保证,即不能保证全部钻屑均取自预定深度。
这就造成煤样放散瓦斯的时间不同一,从而引起钻屑瓦斯解吸指标(△h2、k1)的测量误差。
煤样质量按规定,测定钻屑瓦斯解吸指标(△h2、k1)所用的钻屑质量为10g,而现场测定中则是用量杯来大概量取煤样。
由于不同煤层,煤的密度不同,因此需要实测钻屑容重,选择合适的量杯。
当不经过实测而随意选取量杯,或测定过程中煤样不按要求筛分、量取时,会造成煤样的量偏离10g较远,造成测量误差。
测定时间从孔口接样到测定开始的时间间隔,要求测定时为2min,测定值时为1~2min。
在现场中往往由于偶然因素,使得时间不符合上述要求,从而引起测量误差。
仪器密封性测定钻屑瓦斯解吸指标(△h2、k1)的仪器是通过测定煤样罐中的解吸瓦斯形成的压力变化来计算钻屑瓦斯解吸量的,当密封圈或取压胶管老化、出现裂纹而未能及时更换或操作不当,使仪器的气密性不好时,造成测量误差。
注意事项
钻孔布置必须在软分层且参数合理,避开钻孔影响
电量必须充足
操作快速、减少暴露时间,2min内完成
把握接粉时机、避免卡钻处理,钻进时立即接粉
观察测量中仪器是否漏气
最好采用干粉测定
充分筛分
避开矸石段、观察钻粉中是否混有矸石
控制打钻,禁止先打到预定深度后等待接粉
现象记录、工作面异常描述
预测深度不宜太长等
预测完后最好在井下显示一遍,确定准确值(小数点后3位)
定期标定
钻屑指标法
布孔与测试要求
预测钻孔布置
采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性时,在近水平、缓倾斜煤层工作面应向前方煤体至少施工3个、在倾斜或急倾斜煤层至少施工2个直径42mm、孔深8~10m的钻孔,测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。
布置图见下图。
钻孔应尽可能布置在软分层中,一个钻孔位于掘进巷道断面中部,并平行于掘进方向,其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2~4m处。
测试
钻孔每钻进1m测定该1m段的全部钻屑量S,每钻进2m至少测定一次钻屑瓦斯解吸指标K1或△h2值。
测量期间,要求控制打钻速度,避免因钻速忽高忽低造成的测量误差,一般控制在1m/min左右。
同时,考虑钻屑收集的问题,尽可能地收集钻屑量。
煤巷掘进工作面突出预测钻孔布置示意图
各煤层采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表4的临界值确定工作面的突出危险性。
表4钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值
Δh2(
Pa)
K1(mL/g•min0.5)
钻屑量
S
(kg/m)
(L/m)
6
5.4
如果实测得到的钻屑量S、钻屑解吸指标K1或△h2的所有测定值均小于临界值,并且未发现其他异常情况,则该工作面预测为无突出危险工作面;
钻孔施工打钻操作主要是由工作人员控制,但是与煤体的硬度大小也有一定的关系。
打钻速度快,钻屑量就会少,反之,钻屑量就会多。
另外,钻杆与钻杆之间连接不紧密,钻杆同心度不好,以及钻杆弯曲等引起打钻过程刷孔也将造成测量误差。
钻屑收集由于钻屑的收集与钻孔钻进不同步、风速过大钻屑被风吹走等因素导致钻屑收集不全也是造成钻屑量测定误差的主要原因之一。
煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法
一、测定原理及方法
1、测定原理
通过钻孔揭露煤层、安装测定仪表并密封钻孔,利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力
2、测定方法分类
按测压方式分主动测压法和被动测压法
按封孔材料分黄泥水泥封孔测压法、胶囊-密封粘液封孔测压法、注浆封孔测压法
二、设备材料、仪表及工具
1、钻孔设备;
钻头直径选用50-90mm
2、材料;
木楔,压力表联接头,密封垫,密封带以及真空密封膏
3、仪表;
压力表,量程为预计煤层瓦斯压力的1.5倍,须符合JJG52的规定
4、工具;
管钳,扳手,剪刀,皮尺,水桶,螺丝刀,手工封孔送料管
5、主动测压法所需工具;
高压储气罐,充气联接装置
三、瓦斯压力测定工艺
1、测定地点的选择
1.同一地点应打两个测压钻孔,钻孔口距离应在其相互影响范围外
2.除在煤巷中测定本煤层瓦斯压力外,测定地点应选择在石门或岩巷中
3.钻孔应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围
4.选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度
5.瓦斯压力测定地点宜选择在进风系统,行人少且便于安设保护栅栏的地方
6.测压处岩石坚硬、少裂隙,可采用黄泥水泥封孔测压法
7.在松软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时:
1)钻孔长度≤15m时采用胶囊-密封粘液封孔测压法
2)钻孔长度>
15m时应采用注浆封孔测压法
8.竖井揭煤可采用注浆封孔测压法,石门揭煤的测压按《细则》的有关规定进行
9.测定邻近煤层的瓦斯压力或煤层群分层测压应采用注浆封孔测压法
10.测压时间充足时宜采用被动测压法,测压时间较短时应采用主动测压法
2、钻孔施工
1.钻孔的开孔位置应选在岩石(煤壁)完整的位置
2.钻孔施工应保证钻孔平直、孔形完整,穿层测压钻孔宜穿煤层全厚
3.钻孔施工好后,应立即清洗钻孔,保证钻孔畅通
4.在钻孔施工中应准确记录钻孔方位、倾角、长度、钻孔开始见煤长度及钻孔在煤层中长度、钻孔开钻时间、见煤时间及钻毕时间
3、封孔
1.钻孔施工完后应在24h内完成封孔工作
2.封孔深度
1)封孔深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围,并满足以下要求:
2)黄泥水泥封孔测压法的封孔深度应不小于5m
3)胶囊-密封粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应不小于10m
4)注浆封孔测压法的封孔深度不小于12m,煤层群分层测压时则应封堵至被测煤层在钻孔侧的顶板或底板
5)应尽可能加长测压钻孔的封孔深度
6)本煤层测压孔封孔应保证其测压室长不小于1.5m,穿层测压孔的封孔不宜超过被测煤层在钻孔侧的顶板或底板
4、黄泥水泥封孔测压法封孔步骤
1.将挡板固定在测压管的端头并送至预定封孔深度
2.用送料管将封孔材料送至挡板处,轻轻捣实将测压管固定住,然后将黄泥或水泥团逐步送入孔中,并用送料管将其捣实,一直到孔口。
封孔过程中每隔1m左右打入一个木塞
3.在距孔口0.5m处用速凝水泥封孔,孔口用木楔固定
4.封孔24h后安装压力表
图2黄泥水泥封孔测压示意图
5、胶囊-密封粘液封孔测压法封孔步骤
1.组装好封孔器并放入预计的封孔深度,在孔口安装好阻退楔,连接好封孔器与密封粘液罐、压力水罐,装上各种控制阀,安装好压力表
2.启动压力水罐开关向胶囊充压力水,待胶囊膨胀封住钻孔后开启密封粘液罐往钻孔的密封段注入密封粘液,密封粘液的压力应略高于煤层预计的瓦斯压力
6、注浆封孔测压法封孔步骤
1.将测压管安装至预定的封孔深度,在孔口用木楔封住,并安装好注浆管
2.根据封孔深度确定膨胀不收缩水泥的使用量,按一定比例配好封孔水泥浆,用压气注浆器或泥浆泵一次连续将封孔水泥浆注入钻孔内
3.注浆48h后,通过测压管用手摇注液泵将粘液注入钻孔内
4.撤下手摇注液泵,在孔口安装三通及压力表
图3注浆封孔测压示意图
四、瓦斯压力观测与确定
1、测压管理
1.必须设专人负责瓦斯压力的测定工作
2.在瓦斯压力测定过程中,应做好各种参数及施工情况的记录
2、观测
1.主动测压法应每天观测一次,被动测压法应至少3天观测一次
2.在观测中发现瓦斯压力值变化较大应增加观测次数
3、瓦斯压力观测时间
1.采用主动测压法时,当煤层的瓦斯压力小于4MPa时需5-10天,当煤层的瓦斯压力大于4MPa时需20-40天
2.被动测压法时,则视煤层的瓦斯压力及透气性大小的不同,需30天以上
4、瓦斯压力的确定
1.将观测结果绘制在以时间(d)为横坐标,瓦斯压力(MPa)为纵坐标的坐标图上,当测压时间达到规定,如压力变化小于0.005MPa/d,测压工作可结束,否则应延长测压时间
2.对于上行孔,在结束测压工作时应测量从钻孔中放出的水量,根据钻孔参数计算钻孔水电静水压力,并从测定压力中扣除
3.同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果
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