瓦斯抽采基本参数及其测定方法ppt课件.ppt

严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。煤层瓦斯抽采基本参数煤层瓦斯抽采基本参数及其测定方法及其测定方法俞启香 (教授、博导、国家安全生产专家）中国矿业大学国家煤矿瓦斯治理工程研究中心严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。主要内容 1 1瓦斯压力瓦斯压力2 2、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯含量3 3、煤层透气性系数、煤层透气性系数4 4、钻孔流量衰减系数、钻孔流量衰减系数5 5、超前钻孔有效排放半径的测定、超前钻孔有效排放半径的测定 （瓦斯流量法）（瓦斯流量法）6 6、气体流量的测量、气体流量的测量7、一些单位换算、一些单位换算严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 矿井应抽采与利用瓦斯，并且提前35年制定抽采与利用瓦斯规划，每年年底前编制下年度的抽采瓦斯与利用计划，以确保抽采瓦斯工作面的正常衔接，做到“抽、掘、采”平衡。瓦斯抽采基本参数是瓦斯抽采基本参数是抽采与利用瓦斯规划、设计和技术管理的基本科学依据与基础，应保证测定数据的真实与准确。每个采区垂深每增加50m，应测定煤层原始瓦斯含量和压力。瓦斯抽采量的计量器具必须采用符合国家标准的计量器具。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数瓦斯来源分析瓦斯来源分析 矿井瓦斯来源是确定抽放方法的主要依据，因此，应尽量详细地做好下述测定工作：(1)必须测定出掘进、采煤与采空区的瓦斯涌出量分别占全矿井瓦斯涌出量的比例；(2)必须准确地判断出采区工作面的瓦斯主要是来自本煤层还是邻近层。一般把回采工作面老顶初次冒落前的平均瓦斯涌出量认为是本煤层的瓦斯涌出量。而将老顶初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量认为是邻近层的瓦斯涌出量。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数1 1瓦斯压力瓦斯压力1 1）定义、重要性与规律）定义、重要性与规律（1）定义：）定义：煤层瓦斯压力煤层瓦斯压力是煤中游离瓦斯分子热运动撞击所形成的压强。未受采动影响区域的瓦压力称为原始瓦斯压力原始瓦斯压力，受采动影响已排放瓦斯区域的煤层瓦斯压力称为残存瓦斯残存瓦斯压力压力。（2 2）重要性：）重要性：煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量和突出危险性大小的主要因素之一，是进行瓦斯管理等工作的基础参数。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数1 1瓦斯压力瓦斯压力1 1）定义、重要性与规律）定义、重要性与规律（3 3）分布规律：）分布规律：当煤层有露头时，在瓦斯风化带以下，甲烷带上部边界煤层当煤层有露头时，在瓦斯风化带以下，甲烷带上部边界煤层瓦斯压力一般为瓦斯压力一般为0.250.3MPa，煤层瓦斯压力随深度而增加。据北票、南桐、天府、鸡西等煤层瓦斯压力随深度而增加。据北票、南桐、天府、鸡西等矿井统计，每矿井统计，每100m垂深，瓦斯压力梯度为垂深，瓦斯压力梯度为0.61.6MPa/hm。煤层连续稳定同一深度的瓦斯压力基本相同。如中梁山煤矿煤层连续稳定同一深度的瓦斯压力基本相同。如中梁山煤矿K1煤层在垂深煤层在垂深378m水平沿走向水平沿走向128m范围内，实测瓦斯压范围内，实测瓦斯压力均在力均在2.8MPa左右。左右。地质构造带煤层瓦斯压力可能异常。地质构造带煤层瓦斯压力可能异常。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基瓦斯抽采基本参数本参数1 1瓦斯压力瓦斯压力1 1）定义、重要）定义、重要性与规律性与规律（3 3）分布规律：）分布规律：我国部分矿井我国部分矿井实测煤层原始瓦斯实测煤层原始瓦斯压力及其梯度表压力及其梯度表严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数1 1瓦斯压力瓦斯压力2 2）瓦斯压力的测定）瓦斯压力的测定 煤层瓦斯压力测定方法有直接测定法和间接测定法煤层瓦斯压力测定方法有直接测定法和间接测定法2 2类。类。直接测定法直接测定法分为打钻、封孔、测压3个步骤。其关键的是严密封闭钻孔，微量的漏气将导致测得瓦斯压力值大大小于真实的瓦斯压力值。传统的测定方法传统的测定方法是从岩石巷道向煤层打穿层钻孔，然后在是从岩石巷道向煤层打穿层钻孔，然后在钻孔底设集气室并设置导气管、用粘土等不透气材料封堵钻孔底设集气室并设置导气管、用粘土等不透气材料封堵钻孔，最后在导气管外端安装压力表显示瓦斯压力。钻孔，最后在导气管外端安装压力表显示瓦斯压力。近年研制出新的封孔材料和方法近年研制出新的封孔材料和方法，很好地解决了煤层中的，很好地解决了煤层中的钻孔封孔不严的难题，也可在煤巷中打钻测压。钻孔封孔不严的难题，也可在煤巷中打钻测压。封孔的方法：封孔的方法：人工填料封孔、机械压入填料封孔、胶圈封人工填料封孔、机械压入填料封孔、胶圈封孔、胶囊密封液封孔和三相泡沫密封煤层钻孔等。只要封孔、胶囊密封液封孔和三相泡沫密封煤层钻孔等。只要封孔严密，直接测定法能测出准确的瓦斯压力值，应用普遍。孔严密，直接测定法能测出准确的瓦斯压力值，应用普遍。Prof.Dr.Cheng 瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数1瓦斯压力瓦斯压力2）瓦斯压力的测定）瓦斯压力的测定前端筛管前端筛管压压力力表表钻孔钻孔5075mm测压管测压管610mm木锲木锲填充材料填充材料挡料圆盘挡料圆盘不小于不小于8m人工填料封孔示意图人工填料封孔示意图 瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数1瓦斯压力瓦斯压力2）瓦斯压力的测定）瓦斯压力的测定煤层煤层测压钻孔测压钻孔测压室测压室抽放钻场抽放钻场测压导管回液管回液管注浆管注浆管封孔段封孔段机械压入填料封孔示意图机械压入填料封孔示意图 瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数1瓦斯压力瓦斯压力2）瓦斯压力的测定）瓦斯压力的测定1234569781012111、补充气体入口、补充气体入口 2、固定把、固定把 3、加压手把、加压手把 4、推力轴承、推力轴承 5、胶圈、胶圈 6、粘液压力表、粘液压力表 7、胶圈、胶圈 8、高压胶管、高压胶管 9、阀门、阀门 10、二氧化碳瓶、二氧化碳瓶 11、粘液、粘液 12、粘液罐、粘液罐胶圈密封液封孔示意图胶圈密封液封孔示意图瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2）瓦斯压力测定（煤层钻孔）瓦斯压力测定（煤层钻孔）胶囊实物照片胶囊实物照片胶囊、复合材料、聚胺脂综合封孔法胶囊、复合材料、聚胺脂综合封孔法胶囊、复合材料、聚胺脂综合封孔法封孔工艺胶囊、复合材料、聚胺脂综合封孔法封孔工艺：煤层钻孔施工埋测压管（前端进气室2）封孔胶囊310m测压管封孔胶囊510m测压管封孔胶囊4固定圆环13安装软绳14注浆管101012m测压管通过注水软管7向封孔胶囊3注水使用单组份聚胺脂膨胀通过注水软管8向封孔胶囊4注水使用单组份聚胺脂膨胀通过注浆管10向封孔胶囊34间的钻孔高压注浆（注浆压力不低于10MPa堵塞排气软管9和注浆管10通过注水软管6向封孔胶囊5注水使用单组份聚胺脂膨胀，进一步对注入胶囊间的浆料进行增压依次调制双组份聚胺脂17、16、15将双组份聚胺脂15、16、17利用软绳14和圆环13送到封孔胶囊4位置双组份聚胺脂17膨胀封堵417钻孔空间双组份聚胺脂16膨胀充填钻孔壁裂隙双组份聚胺脂15膨胀进一步充填钻孔壁裂隙安装压力表三天后补压至预计瓦斯压力的50%每天观测测定测压地点实际空气压力结果确定瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数2）瓦斯压力测定（煤层钻孔）瓦斯压力测定（煤层钻孔）胶囊实物照片胶囊实物照片胶囊、复合材料、聚胺脂综合封孔法胶囊、复合材料、聚胺脂综合封孔法胶囊、复合材料、聚胺脂综合封孔法封孔实例：胶囊、复合材料、聚胺脂综合封孔法封孔实例：平煤十二矿已平煤十二矿已15-31010进风巷瓦斯压力测定进风巷瓦斯压力测定 钻孔孔径89mm，本煤层钻孔深度不低于50m（钻孔内煤粉吹净）与巷道水平夹角90度，俯角-4度，封孔深度35m，测压点垂深1180m。封孔浆液压力4Mpa。封孔材料：普通硅酸盐水泥中掺入5%的铝酸盐水泥（AT16）。封孔后瓦斯表压力封孔后瓦斯表压力（MPa）与时间关系表与时间关系表日期6.236.246.256.266.276.286.296.307.17.27.310.20.51.01.71.92.12.12.12.120.20.40.71.11.82.02.22.22.22.23#0.20.30.50.91.41.82.12.12.12.12.1严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数1 1瓦斯压力瓦斯压力3 3）瓦斯压力间接测定方法：）瓦斯压力间接测定方法：测定出煤层瓦斯含量后，按式下计算瓦斯压力：测定出煤层瓦斯含量后，按式下计算瓦斯压力：X=abp/(1+bp)(100-Aad-Wad）/1001/(1+0.31Wad)+10kp/r （1）式中式中 X 煤层瓦斯含量，煤层瓦斯含量，m3/t；a、b 吸附常数；吸附常数；p煤层绝对瓦斯压力，煤层绝对瓦斯压力，MPa；Aad煤的灰分，煤的灰分，%；Wad煤的水分，煤的水分，%；k煤的孔隙率，煤的孔隙率，m3/m3；r 煤的容重煤的容重(假比重假比重)，t/m3。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数1 1瓦斯压力瓦斯压力2 2）瓦斯压力的测定）瓦斯压力的测定测定测定选点与测定工作应注意选点与测定工作应注意：(1)测定地点要选在无断层、裂隙等地质构造处，瓦测定地点要选在无断层、裂隙等地质构造处，瓦斯赋存状况要具有代表性；斯赋存状况要具有代表性；(2)测压巷道距煤层的岩柱距离不应小于测压巷道距煤层的岩柱距离不应小于10m；(3)测压孔的孔径以测压孔的孔径以75mm为宜，要贯穿整个煤层为宜，要贯穿整个煤层(厚煤层应钻入煤层厚煤层应钻入煤层3m以上以上)，完钻后应及时封孔，完钻后应及时封孔，封孔要严密，测压管接头不得漏气。封孔要严密，测压管接头不得漏气。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数2 2、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯含量 1）定义定义 在自然条件下，单位质量或体积的煤体中所含的瓦斯量。m3/t煤或m3/m3煤.2 2）重要性：）重要性：煤层瓦斯含量是决定煤层瓦斯储量、瓦斯涌出量和突出危险性大小的主要因素之一，是进行瓦斯管理等工作的基础参数。Prof.Dr.Cheng瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数2 2、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯含量3 3）煤层瓦斯含量测定：煤层瓦斯含量测定：可采用直接法测定或用间接法计算。（1）地勘解吸直接法）地勘解吸直接法（2）井下解吸直接法）井下解吸直接法（3）间接法）间接法实测出煤层瓦斯压力后，按前述式（1）计算瓦斯含量Prof.Dr.Cheng瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数2 2、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯含量3 3）煤层瓦斯含量测定：煤层瓦斯含量测定：（1）地勘解吸法）地勘解吸法地勘解吸法的基本原理及依据为：地勘解吸法的基本原理及依据为：煤层原始瓦斯含量煤层原始瓦斯含量X0X0由取芯过程煤样漏失瓦斯量由取芯过程煤样漏失瓦斯量V V1 1、地面、地面解吸瓦斯测定量解吸瓦斯测定量V V2 2和残存瓦斯量和残存瓦斯量V V3 3构成构成,X,X0 0=V=V1 1+V+V2 2+V+V3 3；在一定时间内，煤样在地面的解吸瓦斯量与解吸时间之间在一定时间内，煤样在地面的解吸瓦斯量与解吸时间之间遵循遵循V V1 1(t0+t)(t0+t)0.50.5关系；关系；煤芯提至钻孔深度的一半时开始解吸瓦斯；煤芯提至钻孔深度的一半时开始解吸瓦斯；取芯过程中煤样瓦斯漏失量可按取芯过程中煤样瓦斯漏失量可按V V1 1(t0+t)(t0+t)0.50.5推算；推算；煤芯在地面的解吸瓦斯量煤芯在地面的解吸瓦斯量V2V2由煤芯瓦斯解吸仪测得；由煤芯瓦斯解吸仪测得；残存瓦斯量残存瓦斯量V3V3由真空脱气测定装置测得。由真空脱气测定装置测得。Prof.Dr.Cheng1506767罐盖罐盖罐体罐体压紧螺丝压紧螺丝垫垫圈圈胶胶垫垫密封罐密封罐煤心瓦斯解析仪煤心瓦斯解析仪量管量管水槽水槽弹簧弹簧夹夹放水放水管管螺旋螺旋夹夹吸气球吸气球温度计温度计弹簧弹簧夹夹排气排气管管穿刺针头穿刺针头密封灌密封灌-1000-800-600-400-20002004006008001000020406080100120（t0+t）0.5解吸瓦斯量（ml）漏失瓦斯量（ml）直接法测定煤层直接法测定煤层瓦斯含量仪表与瓦斯含量仪表与曲线图曲线图Prof.Dr.Cheng瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2 2、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯含量3 3）煤层瓦斯含量测定：煤层瓦斯含量测定：地勘解吸法的评价：地勘解吸法的评价：从地勘解吸法十年多来的应用情况统计分析结果看出：和早期从地勘解吸法十年多来的应用情况统计分析结果看出：和早期采用的密闭罐法、集气法相比，地勘解吸法煤层瓦斯含量测值采用的密闭罐法、集气法相比，地勘解吸法煤层瓦斯含量测值成功率和可靠性都有较大幅度的提高，但测值仍有较大的误差：成功率和可靠性都有较大幅度的提高，但测值仍有较大的误差：孔深小于孔深小于500m500m时，地勘瓦斯含量有约时，地勘瓦斯含量有约70%70%的测值偏低的测值偏低151525%25%，20%20%的测值偏高的测值偏高101015%15%，整体测值偏低约，整体测值偏低约101015%15%；煤层埋深；煤层埋深大于大于500m500m，特别是达到，特别是达到800m800m以上时，普遍具有测值偏低程度随以上时，普遍具有测值偏低程度随孔深增加而加大的趋势，有孔深增加而加大的趋势，有85%85%以上的测值低以上的测值低303040%40%，最高达，最高达到到50%50%以上，只有不足以上，只有不足8%8%的测值偏高的测值偏高5 510%10%。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数2 2、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：煤层瓦斯含量测定：（2）井下解吸法）井下解吸法 该该方方法法是是在在地地勘勘解解吸吸法法原原理理基基础础上上改改进进、发发展展形形成成的的直直接接在在井井下下测测定定煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量的的方方法法，它它在在我我国国煤煤矿矿本本煤煤层层、邻邻近近层层瓦瓦斯斯含含量量测测定定中中广广为为采采用用。测测定定时时，先先在在煤煤层层打打钻钻孔孔，采采集集煤煤屑屑（本本煤煤层层）或或打打穿穿层层钻钻孔孔采采集集煤煤心心（邻邻近近层层），然然后后测测定定采采集集的的煤煤样样在在空空气气介介质质中中的的瓦瓦斯斯解解吸吸规规律律，并并据据此此推推算算煤煤屑屑或或煤煤心心在在采采集集过过程程中中的的漏漏失失瓦瓦斯斯量量，最最后后根根据据漏漏失失瓦瓦斯斯量量V1、解解吸吸瓦斯量瓦斯量V2、残存瓦斯量残存瓦斯量V3和煤样重量和煤样重量计算煤层原始瓦斯含量计算煤层原始瓦斯含量。该法该法解吸瓦斯量解吸瓦斯量V2和和残存瓦斯量残存瓦斯量V3的测定同前述的地勘法。的测定同前述的地勘法。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数2 2、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：煤层瓦斯含量测定：（2）井下解吸法）井下解吸法该法推算试样采集过程中的漏失瓦斯量经验式有：该法推算试样采集过程中的漏失瓦斯量经验式有：Q1=k(to+t)0.5试样的瓦斯解吸从到达既定深度（本煤层）或穿过试样的瓦斯解吸从到达既定深度（本煤层）或穿过岩层见煤（邻近层）时开始计时；岩层见煤（邻近层）时开始计时；本煤层钻屑采集过程中煤样的漏失瓦斯量按本煤层钻屑采集过程中煤样的漏失瓦斯量按QQ(t(t0 0+t)+t)0.50.5规律推算，邻近层穿层钻孔煤心采集过程规律推算，邻近层穿层钻孔煤心采集过程试样漏失瓦斯量按试样漏失瓦斯量按Q(tQ(t0 0+t)+t)0.50.5规律推算。规律推算。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数2 2、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：煤层瓦斯含量测定：（2）井下解吸法）井下解吸法该法推算试样采集过程中的漏失瓦斯量经验式有：该法推算试样采集过程中的漏失瓦斯量经验式有：Q1=at-i将煤心分为五种（完整、不完整、块状、块粒混、将煤心分为五种（完整、不完整、块状、块粒混、粒状）类型，分别测定其粒状）类型，分别测定其Qt=at-i实验值，统计确定实验值，统计确定各类各类a a、i i常数。常数。漏失瓦斯量按漏失瓦斯量按Qt=at i计算，如某块粒混合状块粒混合状煤心：Qt=8.1911t-0.881。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2 2 煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：）煤层瓦斯含量测定：（2 2）井下解吸法）井下解吸法 快速测定技术快速测定技术游离量游离量煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量损失量损失量解吸量解吸量残存量残存量推算推算推算推算实测实测推算推算严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 2 煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：）煤层瓦斯含量测定：（2 2）井下解吸法）井下解吸法 瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数瓦斯压力测定时间长，瓦斯压力测定时间长，效果检验时预抽钻孔数效果检验时预抽钻孔数量多，间距小，测定难量多，间距小，测定难度非常大。度非常大。瓦斯含量瓦斯含量快速测定快速测定技术。技术。1506767罐盖罐盖罐体罐体压紧螺丝压紧螺丝垫垫圈圈胶胶垫垫密封罐密封罐煤心瓦斯解析仪煤心瓦斯解析仪量管量管水槽水槽弹簧弹簧夹夹放水放水管管螺旋螺旋夹夹吸气球吸气球温度计温度计弹簧弹簧夹夹排气排气管管穿刺针头穿刺针头密封灌密封灌-1000-800-600-400-20002004006008001000020406080100120（t0+t）0.5解吸瓦斯量（ml）漏失瓦斯量（ml）煤层瓦斯煤层瓦斯含量直接含量直接测定法测定法严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。测测测测定定定定流流流流程程程程 瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2 2 煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：）煤层瓦斯含量测定：（2 2）井下解吸法）井下解吸法 快速测定技术快速测定技术实验室实验实验室实验煤的解吸特性曲线图煤的解吸特性曲线图现场测试解吸现场测试解吸煤的实际解吸曲线煤的实际解吸曲线完善解吸曲线完善解吸曲线推算损失量推算损失量与煤的解吸特性曲线对与煤的解吸特性曲线对比，选择对应的解吸曲比，选择对应的解吸曲线，反推瓦斯压力线，反推瓦斯压力解吸瓦斯量解吸瓦斯量损失瓦斯量损失瓦斯量游离瓦斯量游离瓦斯量残存瓦斯量残存瓦斯量煤的瓦斯含量煤的瓦斯含量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2 2 煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：）煤层瓦斯含量测定：（2 2）井下解吸法）井下解吸法 快速测定技术快速测定技术瓦斯解吸模型瓦斯解吸模型瓦斯解吸模型瓦斯解吸模型在实验室测定不同瓦斯压力下的瓦斯解吸曲线，在实验室测定不同瓦斯压力下的瓦斯解吸曲线，获得煤层瓦斯解吸模型获得煤层瓦斯解吸模型严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。23分钟后的分钟后的实测解吸值实测解吸值瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2 2煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：）煤层瓦斯含量测定：（2 2）井下解吸法）井下解吸法 快速测定技术快速测定技术实际瓦斯解吸曲线实际瓦斯解吸曲线实际瓦斯解吸曲线实际瓦斯解吸曲线通过实际瓦斯解吸曲线推算损失瓦斯量，通过实际瓦斯解吸曲线推算损失瓦斯量，获得完整的实际瓦斯解吸曲线。获得完整的实际瓦斯解吸曲线。推算的推算的解吸量解吸量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2 2 煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：）煤层瓦斯含量测定：（2 2）井下解吸法）井下解吸法 快速测定技术快速测定技术通过实际瓦斯解吸曲线与实验室解吸模型对比通过实际瓦斯解吸曲线与实验室解吸模型对比确定煤层的瓦斯压力确定煤层的瓦斯压力实测及推算实测及推算的曲线的曲线实验室测定的实验室测定的1.68MPa曲线曲线 反推瓦斯压力反推瓦斯压力反推瓦斯压力反推瓦斯压力严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2 2煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：）煤层瓦斯含量测定：（2 2）井下解吸法）井下解吸法 快速测定技术快速测定技术 计算游离瓦斯量计算游离瓦斯量根据瓦斯压力按上式计算游离瓦斯量根据瓦斯压力按上式计算游离瓦斯量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2 2 煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：）煤层瓦斯含量测定：（2 2）井下解吸法）井下解吸法 快速测定技术快速测定技术 计算残存瓦斯量计算残存瓦斯量计算残存瓦斯量计算残存瓦斯量根据瓦斯压力按上图确定残存瓦斯量根据瓦斯压力按上图确定残存瓦斯量严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数 2煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量 3 3）煤层瓦斯含量测定：）煤层瓦斯含量测定：（2 2）井下解吸法）井下解吸法 快速测定技术快速测定技术游离量游离量煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量损失量损失量解吸量解吸量残存量残存量推算推算推算推算实测实测推算推算瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数煤煤层层透透气气性性系系数数是是衡衡量量煤煤层层透气性大小的指标。透气性大小的指标。物物理理意意义义是是在在1m1m3 3煤煤体体的的两两侧侧，压压力力平平方方差差为为1MPa1MPa2 2时时，通通过过1m1m长长度度的的煤煤体体，在在1m1m2 2煤煤面积上每天流过的瓦斯量。面积上每天流过的瓦斯量。煤煤层层透透气气性性系系数数在在不不同同地地点点相相差差很很大大。在在集集中中应应力力带带，煤煤层层透透气气性性可可降降低低一一半半或或更更多多；而而在在卸卸压压带带，则则可可增增加加几几十十倍倍到几万倍。到几万倍。1m1MPa2P21m1m1mm3/m2.d3、煤层透气性系数、煤层透气性系数Prof.Dr.Cheng 测定方法测定方法单一钻孔流量法：单一钻孔流量法：打一个垂直穿透煤打一个垂直穿透煤层钻孔，封孔后，层钻孔，封孔后，测出煤层真实的瓦测出煤层真实的瓦斯压力，压力值稳斯压力，压力值稳定后，打开测压孔定后，打开测压孔排放瓦斯，记录排排放瓦斯，记录排放瓦斯的时间和流放瓦斯的时间和流量以及煤层厚度、量以及煤层厚度、钻孔直径等参数，钻孔直径等参数，利用下表所列公式利用下表所列公式进行计算。进行计算。煤层煤层钻孔钻孔流量计流量计阀门阀门压力表压力表测压管测压管钻孔密封段钻孔密封段3、煤层透气性系数、煤层透气性系数 瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数部部分分矿矿井井的的煤煤层层透透气气性性系系数数3 3、煤层透气性系数、煤层透气性系数严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数4 4、钻孔流量衰减系数、钻孔流量衰减系数1 1）定义）定义：钻孔瓦斯流量随着时间延续呈衰减变化关 系的系数2）测算方法测算方法：选择具有代表性的地区打钻孔，先测其初始瓦斯流量q0，经过时间t后，再测其瓦斯流量qt，然后以下式计算之：qt=q0e-at式中a钻孔瓦斯流量衰减系数，d-1；q0钻孔初始瓦斯流量，m3min；qt经t时间后的钻孔瓦斯流量，m3min；t时间，d。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数4 4、钻孔流量衰减系数、钻孔流量衰减系数 3）用途用途：可作为评估煤层预抽瓦斯难易程度的指可作为评估煤层预抽瓦斯难易程度的指标之一。标之一。类类 别别钻孔流量衰减系数钻孔流量衰减系数(d-1)煤层透气性系数煤层透气性系数(m2/Mpa2.d)容易抽放容易抽放0.00310可以抽放可以抽放0.0030.05100.l较难抽放较难抽放0.050.1煤层抽放瓦斯难易程度分类表煤层抽放瓦斯难易程度分类表严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。5 5、超前钻孔有效排放半径的测定（瓦斯流量法）、超前钻孔有效排放半径的测定（瓦斯流量法）超前钻孔有效排放半径超前钻孔有效排放半径测定布孔图测定布孔图1)打测量孔打测量孔57个，孔径个，孔径42mm，孔长，孔长57m，间距，间距0.30.5m；2)每隔每隔210min测定测定1次，每次，每测量孔测量孔测定次数不得少于测定次数不得少于5次次3)打打个平行于测量孔的超前钻孔个平行于测量孔的超前钻孔(直径直径是待考察超前钻孔的钻孔直径是待考察超前钻孔的钻孔直径)4)在打超前钻孔过程中，记录孔长、时在打超前钻孔过程中，记录孔长、时间和各测量孔中的瓦斯涌出量间和各测量孔中的瓦斯涌出量;5)超前钻孔完后，每隔超前钻孔完后，每隔210min测定各测定各测量孔的瓦斯涌出量；测量孔的瓦斯涌出量；6)打完超前钻孔后测定打完超前钻孔后测定2h；7)如果连续如果连续3次测定测量孔的瓦斯涌出次测定测量孔的瓦斯涌出量都比打超前钻孔前增大量都比打超前钻孔前增大l0，即表明，即表明该测量孔处于超前钻孔的有效排放半径该测量孔处于超前钻孔的有效排放半径之内之内;8)符合符合7)的距排放钻孔最远的测量孔的的距排放钻孔最远的测量孔的距离即为超前钻孔的有效排放半径。距离即为超前钻孔的有效排放半径。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。5 5、超前钻孔有效排放半径、超前钻孔有效排放半径的测定步骤的测定步骤：1)1)沿工作面软分层打沿工作面软分层打5 57 7个相互平行的测量钻孔，孔径个相互平行的测量钻孔，孔径42mm42mm，孔长孔长57m57m，间距，间距0 030305m5m；2 2）对各测量孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为）对各测量孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为1m,1m,钻孔钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯涌出量，并每隔密封后，立即测量钻孔瓦斯涌出量，并每隔2-10min2-10min测定测定1 1次，次，每每测量孔测定次数不得少于测量孔测定次数不得少于5 5次；次；3)3)在距最边缘测量孔钻孔中心在距最边缘测量孔钻孔中心0 05m5m处，打处，打个平行于测量孔的个平行于测量孔的超前钻孔超前钻孔(直径是待考察超前钻孔有效排放半径的钻孔直径直径是待考察超前钻孔有效排放半径的钻孔直径)，在打超前钻孔过程中，记录钻孔长度、时间和各测量孔中，在打超前钻孔过程中，记录钻孔长度、时间和各测量孔中的瓦斯涌出量变化；的瓦斯涌出量变化；4)4)超前钻孔完后，每隔超前钻孔完后，每隔2 210min10min测定各测量孔的瓦斯涌出量；测定各测量孔的瓦斯涌出量；5)5)打完超前钻孔后测定打完超前钻孔后测定2h2h；6)6)绘制出各测量孔的瓦斯涌出量变化图；绘制出各测量孔的瓦斯涌出量变化图；7)7)如果连续如果连续3 3次测定测量孔的瓦斯涌出量都比打超前钻孔前增大次测定测量孔的瓦斯涌出量都比打超前钻孔前增大l0l0，即表明该测量孔处于超前钻孔的有效排放半径之内。，即表明该测量孔处于超前钻孔的有效排放半径之内。符合本条文本项中上述的测量孔距排放钻孔的最远距离，即符合本条文本项中上述的测量孔距排放钻孔的最远距离，即为超前钻孔的有效排放半径。为超前钻孔的有效排放半径。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6 6、气体流量的测量、气体流量的测量管道流量测量：管道流量测量：测速管（皮托管测速管（皮托管 Pitot Pitot）同心套管与压差计同心套管与压差计RAB实际应用的毕托管示意图实际应用的毕托管示意图严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6、气体流量的测量、气体流量的测量管道流量测量管道流量测量孔板流量计孔板流量计 孔板孔板：测量元件测量元件；缩脉缩脉：孔板后1/32/3 d 处。R121002d1S1u1d0S0u0d2S2u2 孔板流量计孔板流量计严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。孔板（伯努利原理孔板（伯努利原理)流量计流量计22222211vPvPrr+=+严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6 6、气体流量的测量、气体流量的测量管道流量测量管道流量测量 V V锥流量计锥流量计V V型锥流量计是型锥流量计是2020世纪世纪8080年代年代提出具有革命提出具有革命性的新型流量性的新型流量计，它是一个计，它是一个悬挂在管道中悬挂在管道中央的锥形体，央的锥形体，高压高压P1P1取自锥取自锥体前流体未扰体前流体未扰动的管壁动的管壁 ；低；低压压P2P2取自后锥取自后锥体中央，差压体中央，差压P=P1-P2P=P1-P2的的平方根与流量平方根与流量成正比。成正比。L严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6 6、气体流量的测量、气体流量的测量管道流量测量管道流量测量 V V锥流量计锥流量计 V V型锥流量传感器的型锥流量传感器的工作原理工作原理22222211vPvPrr+=+严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。项目项目孔板流量计孔板流量计涡街流量计涡街流量计V V锥流量计锥流量计工作原理工作原理差压型（伯努利差压型（伯努利原理原理)技术成熟技术成熟卡门涡街技术，技术成熟卡门涡街技术，技术成熟差压型，美差压型，美McCROMETER公公司发明，国内多为司发明，国内多为仿造仿造管径范围管径范围l0-1500mm15-3000mm15-3000mm直管段要直管段要求求前前10D后后5D前前10D后后5D，加等流变径后，加等流变径后可减小到前可减小到前5D后后2D前前1 3D后后0-1D量程比量程比3:14:18:115:1加等流变径可最大加等流变径可最大扩到扩到30:110:1压力损失压力损失60%差压差压孔板的孔板的1/151/20孔板的孔板的I/2 I/3流量测量方法及其比较流量测量方法及其比较严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。项目项目孔板流量计孔板流量计涡街流量计涡街流量计V V锥流量计锥流量计振动振动影响影响有影响，通过安装工艺可以将影响降到有影响，通过安装工艺可以将影响降到最低最低有影响，通过安装有影响，通过安装工艺可以将影响降工艺可以将影响降到最低到最低被一直杆固定在管道中被一直杆固定在管道中心呈悬臂态，会由流体心呈悬臂态，会由流体流动诱发震荡，有影响流动诱发震荡，有影响信号信号特性特性非线性非线性线性线性非线性非线性不确不确定度定度1.5%-2.5%，流量低于流量低于30%时，误差增大，气体测定时，误差增大，气体测定时更为严重。介质的长期磨损，锐角变时更为严重。介质的长期磨损，锐角变钝，也严重影响精度钝，也严重影响精度1.0%、2.5%在量程范围内和使在量程范围内和使用寿命期内精度几用寿命期内精度几乎不变乎不变0.5%2.5%与安装工艺关系密切与安装工艺关系密切维护维护成本成本需消漏，定期排污，灌隔离液，更换导需消漏，定期排污，灌隔离液，更换导压管、阀门、保温，清洗孔板等，尤其压管、阀门、保温，清洗孔板等，尤其北方地区室外存在防冻问题北方地区室外存在防冻问题除在计量上要求周除在计量上要求周期性标定外，一般期性标定外，一般不会出现故障不会出现故障具有自动清洗功能，但具有自动清洗功能，但锥体表面状况对测量有锥体表面状况对测量有影响影响标准标准情况情况有国际国内标准有国际国内标准有国际国内标准有国际国内标准新技术，国际国内均无新技术，国际国内均无相关标准相关标准流量测量方法及其比较流量测量方法及其比较严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。瓦斯抽采基本参数瓦斯抽采基本参数7、一些单位换算、一些单位换算：1毫米汞柱(mmHg)133.322Pa；1毫米水柱(mmH2O)9.80665Pa；1千克力/厘米2(kgfcm2)9.80665x104Pa；1标准大气压(atm)1.01325105Pa。煤层透气性系数1m2/(MPa2.d)渗透率0.025mD(毫达西)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。感谢各位感谢各位领导、专家领导、专家