煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了煤礦井下直接測(cè)定煤層瓦斯壓力的原理、設(shè)備材料、儀表以及打鉆、封孔、測(cè)壓等工藝的要求。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦井下直接測(cè)定煤層瓦斯壓力(簡(jiǎn)稱瓦斯壓力測(cè)定)。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
下列標(biāo)準(zhǔn)包含的條文,通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí),所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂,使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。
JJG 52—71 工業(yè)用單圈管彈簧式壓力表、真空表和真空壓力表檢定規(guī)程 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局
防治煤與瓦斯突出細(xì)則 1995—05—01 煤炭工業(yè)部
氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程 1989—12—22 勞動(dòng)部
3 測(cè)定原理
通過鉆孔揭露煤層,安設(shè)測(cè)定儀表并密封鉆孔,利用煤層中瓦斯的自然滲透原理測(cè)定在鉆孔揭露處達(dá)到平衡的瓦斯壓力。
4 方法分類
4.1 按測(cè)壓方式分
4.1.1 主動(dòng)測(cè)壓法
鉆孔封完孔后,通過鉆孔向被測(cè)煤層充入補(bǔ)償氣體達(dá)到瓦斯壓力平衡而測(cè)定煤層瓦斯壓力的測(cè)壓方法。補(bǔ)償氣體可選用高壓氮?dú)?N2),高壓二氧化碳?xì)怏w(CO2)或其他惰性氣體。補(bǔ)償氣體的充氣壓力應(yīng)略高于預(yù)計(jì)煤層瓦斯壓力。
4.1.2 被動(dòng)測(cè)壓法
鉆孔封完孔后,通過被測(cè)煤層瓦斯的自然滲透,達(dá)到瓦斯壓力平衡而測(cè)定其瓦斯壓力的測(cè)壓方法。
4.2 按封孔材料分
4.2.1 黃泥、水泥封孔測(cè)壓法
封孔材料為黃泥,水泥或黃泥水泥混合物,封孔方式為手工操作,主要適用于石門揭煤的瓦斯壓力測(cè)定。
4.2.2 膠囊—密封粘液封孔測(cè)壓法
封孔材料為膠囊、密封粘液,封孔方式為手工操作。適用于松軟巖層或煤巷瓦斯壓力測(cè)定。
4.2.3 注漿封孔測(cè)壓法
封孔材料為膨脹不收縮水泥漿加粘液,封孔方式為壓氣注漿器或泥漿泵注漿封孔。適用于井下各種條件下的瓦斯壓力測(cè)定,特別適用于近距離煤層群分煤層的瓦斯壓力測(cè)定。
5 設(shè)備材料、儀表及工具
5.1 鉆孔設(shè)備:
打鉆孔用的鉆機(jī)可根據(jù)實(shí)際情況選用,其能力必須應(yīng)滿足測(cè)壓鉆孔長(zhǎng)度的要求,鉆頭直徑選用φ650~90mm。
5.2 材料:
木楔,壓力表聯(lián)接頭,密封墊,密封帶以及真空密封膏。
5.3 儀表:
壓力表 量程為預(yù)計(jì)煤層瓦斯壓力的1.5倍,準(zhǔn)確度優(yōu)于1.5級(jí),必須符合JJG 52的規(guī)定。
5.4 工具:
管鉗,扳手,剪刀,皮尺,水桶,螺絲刀,手工封孔送料管。
5.5 用黃泥、水泥封孔測(cè)壓法時(shí),還需:
黃泥 將質(zhì)地致密可塑性好的粘土制成兩端頭呈球狀,通過陰干,烤或曬,使其外皮半干,里面濕軟;
水泥 不低于425#;
黃泥水泥混合物 由黃泥和水泥按適當(dāng)比例混合;
速凝水泥 凝結(jié)時(shí)間≤20min;
管材φ6×1 mm紫銅管,φ6mm尼龍管,φ3mm鐵管,以及相應(yīng)聯(lián)接頭; 其他 木塞,擋板,鐵絲,肥皂。
5.6 用膠囊—密封粘液封孔測(cè)壓法時(shí),還需:密封粘液;
密封粘液罐和壓力水罐 用于預(yù)計(jì)的煤層瓦斯壓力小于5 MPa時(shí)的封孔,液壓和水壓由液態(tài)CO2提供;封孔器組件 進(jìn)液管、進(jìn)水管、測(cè)壓管、膠囊及測(cè)定儀表。
5.7 用注漿封孔測(cè)壓法時(shí),還需:手搖注液泵;壓氣注漿器 用于測(cè)壓鉆孔長(zhǎng)度小于20m時(shí)的封孔注漿,其容量應(yīng)大于封20m鉆孔所需的水泥漿容量,動(dòng)力為井下壓縮空氣; 泥漿泵 宜用柱塞泥漿泵,其流量為20~50L/min,壓力為3~4MPa;密封粘液 密封粘液由骨料、填料和粘液混合而成。密封粘液(封堵間隙為不大于4 mm)的配方為:化學(xué)漿糊粉(淀粉+防腐劑)與水的比例(質(zhì)量比)1:16制成粘液,骨料與粘液的比例(體積比)為1:8,填料與粘液的比例(體積比)為1:16。其中骨料由粒度為0.5~1.0,1.0~2.5,2.5~5.0mm的爐渣按體積比1:2:3混合而成;填料由0.25~0.5,0.5~1,1.0~2.5 mm的鋸末按體積比1:1:1均勻混合而成; 膨脹不收縮水泥漿 由膨脹不收縮水泥與水(井下清潔水)按一定比例制成;測(cè)壓管、注漿管(φ13 mm鐵管)及附件。
5.8 用主動(dòng)測(cè)壓法時(shí),還需:
高壓儲(chǔ)氣罐 必須符合勞動(dòng)部《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》的要求;
充氣聯(lián)接裝置 必須聯(lián)接方便、可靠;
補(bǔ)償氣體 高壓N2,高壓CO2氣體或其他惰性氣體。
6 瓦斯壓力測(cè)定工藝
6.1 測(cè)定地點(diǎn)的選擇
6.1.1 同一地點(diǎn)應(yīng)打兩個(gè)測(cè)壓鉆孔,鉆孔口距離應(yīng)在其相互影響范圍外,其見煤點(diǎn)的距離除石門測(cè)壓外應(yīng)不小于20m。石門揭煤瓦斯壓力測(cè)定按《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》(簡(jiǎn)稱《細(xì)則》)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
6.1.2 除在煤巷中測(cè)定本煤層瓦斯壓力外,測(cè)定地點(diǎn)應(yīng)選擇在石門或巖巷中。
6.1.3 鉆孔應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、巷道的卸壓圈和采動(dòng)影響范圍。
6.1.4 測(cè)定煤層原始瓦斯壓力的見煤點(diǎn)應(yīng)避開地質(zhì)構(gòu)造裂隙帶、巷道、采動(dòng)及抽放等的影響范圍。
6.1.5 選擇瓦斯壓力測(cè)定地點(diǎn)應(yīng)保證有足夠的封孔深度。
6.1.6 瓦斯壓力測(cè)定地點(diǎn)宜選擇在進(jìn)風(fēng)系統(tǒng),行人少且便于安設(shè)保護(hù)柵欄的地方。
6.2 測(cè)定方法的選擇
6.2.1 測(cè)壓處巖石堅(jiān)硬、少裂隙,可采用黃泥、水泥封孔測(cè)壓法。
6,2.2 在松軟巖層及煤巷中測(cè)定煤層的瓦斯壓力時(shí):
鉆孔長(zhǎng)度≤15m時(shí)應(yīng)采用膠囊—密封粘液封孔測(cè)壓法;
鉆孔長(zhǎng)度>15m時(shí)應(yīng)采用注漿封孔測(cè)壓法。
6.2.3 豎井揭煤可采用注漿封孔測(cè)壓法。
石門揭煤的測(cè)壓,按《細(xì)則》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。
6.2.4 測(cè)定鄰近煤層的瓦斯壓力或煤層群分層測(cè)壓應(yīng)采用注漿封孔測(cè)