浅析3煤层瓦斯基础参数测定

　　摘 要：对杨营能源有限责任公司矿井-595m水平范围内3煤层瓦斯参数进行了测试，通过制定方案，设计施工钻孔参数，现场测定和实验室煤样测试分析，计算得出3煤层的瓦斯基本参数。 

　　关键词：瓦斯压力；瓦斯含量；瓦斯涌出量 

　　1 井田位置与3煤层概况 

　　1.1 井田位置 

　　杨营井田位于阳谷—茌平煤田的西南端，南与巨野煤田相邻，井田北临黄河，京九铁路从井田西部穿过，山东省梁山县城西北约7km，杨营村以北。 

　　1.2 煤层概况 

　　3下煤层属二叠系山西组，位于中、下部，下距太原组三灰45.36～74.45m，平均59.73m。该煤层有冲刷、冲刷变薄及岩浆岩吞蚀、变焦现象，岩浆岩吞蚀区分布于井田东西两部，中部局部被冲刷。煤层厚度0～3.96m，平均2.08m，可采系数87%。可采范围内厚1.04～3.96m，平均2.45m。 

　　2 煤层原始瓦斯压力测定 

　　2.1 测压地点 

　　测压孔具体位置选择在-595m东翼轨道大巷不受地质构造裂隙和采动影响段，共布置2处测压孔，分别为1#、2#测压钻孔。为保证测压效果，要求顶板保持20米以上的岩柱。 

　　2.2 测压方法 

　　利用钻机向顶板上方穿过岩层进行布孔。在测试压力过程中为了方便封堵钻孔，使其严密不漏气，钻孔直径选择75mm，用水泥浆直接封孔进行测定，确保两处测压钻孔的见煤点距离大于50米。施工过程严格按有关行业标准规定进行。施工直径75mm钻孔后，将测压管按装在钻孔中预定的封孔深度，并按好注浆管和回浆管，孔口用水泥药卷封牢，根据封孔深度确定水泥的数量，并按一定比例配制成水泥浆，用注浆泵一次连续将水泥浆注入孔内，凝固后安装压力表，封孔示意图： 

　　安装压力表并关闭阀门后即开始进行瓦斯压力测定，每1d记录一次瓦斯压力，连续观察7d直到表压值稳定后，可认为这个稳定的压力就是煤层原始瓦斯压力；测压结束后，方可回收压力表，此时测压工作完成。 

　　2.3 测压结果 

　　经测定-595m水平范围内的3煤层瓦斯压力为0 ～0.002MPa，煤层最高瓦斯压力0.002MPa低于规定中煤层突出危险性单项指标值0.74 MPa。 

　　3 煤的瓦斯吸附常数a、b值与瓦斯放散初速度 

　　将采集的3煤层新鲜煤样尽快用密封性好的塑料袋封装，并填写煤样标签，送实验室进行吸附常数和工业分析测定。测定结果为：3煤层的瓦斯吸附常数a值为8.2236 m3/t，b值为2.201 MPa-1；3煤层的瓦斯放散初速度为8～9。 

　　4 煤的孔隙率与坚固性系数 

　　在实验室通过对现场采集的煤样测定煤的真假密度来计算，计算公式如下： 

　　K=（ρt-ρp）/ρt×100% 

　　式中：K—煤孔隙率，%； 

　　ρt—煤真密度，m3/t； 

　　ρp—煤视密度，m3/t。 

　　杨营能源公司3煤层煤的孔隙率测定结果为：孔隙率为4.22%，坚固性系数为0.27～0.316。 

　　5 3煤层瓦斯含量测定 

　　经现场自然解析和实验室粉碎前后解析，计算得出杨营能源公司3煤层瓦斯含量为1.6032m3/t～1.8836m3/t，根据测定、计算结果分析，3煤层瓦斯含量测定结果最大值没有超过瓦斯抽放标准（瓦斯含量8m3/t）。 

　　瓦斯含量本身呈现非均匀性分布，相同层位的煤层在不同区段瓦斯含量有差异，即使在同位煤层同一区段的相邻地点，瓦斯含量也会出现不同的结果。出现这种现象，主要是由于地质构造过程中火成岩浆的侵入，导致了煤质的差异。另外影响瓦斯含量分布大小 还取决于瓦斯煤层生成和赋存条件，水文、温度、顶底板岩性等也是影响因素，但最主要的影响条件是煤层的埋藏深度，它是决定煤层瓦斯含量大小的主要因素。经过多年来国内外检测机构与研究人员对煤层瓦斯大量的检测结果来看，赋存在煤层中的瓦斯呈现垂向分带特征，随着采深的增加，煤层瓦斯压力将会增大，煤的吸附能力也会增加，因而导致煤层瓦斯含量持续增大。矿井目前测定的-595m水平范围内3煤层的瓦斯含量，将会随着采掘活动的深入与埋藏深度的增大而相对增大。 

　　6 结语 

　　杨营能源公司为瓦斯矿井，3煤层至今未出现煤与瓦斯突出动力显现，但是随着采区开拓延深、埋藏深度增加与采动压力影响，3煤层各采区的瓦斯涌出量将会呈现不同程度的增大。建议对3煤层进一步加强瓦斯综合防治措施，并随着矿井下一步的开拓延深，需要不断补充完善煤层瓦斯数据，及时掌握瓦斯参数的变化，根据参数的变化采取相应的治理措施，将瓦斯灾害降至最低限度，使其处于可控安全状态，提高矿井防治瓦斯灾害的能力，确保矿井长治久安。 

　　参考文献： 

　　[1]煤炭科学研究总院重庆分院.AQ/T1047—2007煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法[S].北京：国家安全生产监督管理总局，2007. 

　　[2]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].煤炭工业出版社，2001.