松树滩煤矿综合分析报告主体Word文件下载.docx

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样品编号

工业分析

真密度

视密度

等温吸附

ΔP

f值

Ws-A61上

（1）

1

Ws-A61上

（2）

……

Ws-A61

（1）

Ws-A61

（2）

Ws-A62

（1）

Ws-A62

（2）

Ws-A63

（1）

Ws-A63

（2）

Ws-A51上

（1）

Ws-A51上

（2）

Ws-A51

（1）

Ws-A51

（2）

Ws-A52

（1）

Ws-A52

（2）

Ws-A53

（1）

Ws-A53

（2）

Ws-B61上

Ws-B61

Ws-B62

Ws-B63

Ws-B51上

Ws-B51

Ws-B52

Ws-B53

合计

10

24

表1-2钻孔参数测试项目统计

钻孔编号

瓦斯含量

气成分

瓦斯压力

透气性系数

衰减系数

SST-A61上

3

SST-A61

SST-A62

SST-A63

SST-A51上

SST-A51

SST-A52

SST-A53

SST-B61

SST-B51

30

1.2测试方法

（1）气含量测试

瓦斯含量采用国家标准《煤层气含量测试方法》（GB/T19559-2004）执行。

气成分分析遵照GB/T13610-1992国家标准。

（2）等温吸附试验

采用国家标准《煤的高压等温吸附试验方法容量法》（GB/T19560-2004）执行。

（3）煤质分析

工业分析，遵照GB/T212-2001国家标准；

真密度测试，遵照GB/T217-1996国家标准；

视密度测试，遵照GB/T6949-1998国家标准；

坚固性系数，遵照MT49-87标准；

（4）瓦斯压力

采用行业标准《煤矿井下瓦斯压力的直接测定方法》（MT/T638-1996）执行。

（5）煤层透气性系数

煤层透气性系数的测定在我国广泛采用径向流法。

这一方法是在煤层瓦斯向钻孔流动的状态属径向不稳定流动的基础上建立的。

1.3测试分析仪器设备

本次测试采用的主要仪器设备情况如表1-3：

表1-３测试及分析化验主要仪器设备

名称

规格

数量

生产厂家

多级瓦斯流量计

0.1-100ml/min

抚顺分院

压力表

0-1.6MPa；

0-2.5MPa；

20

西安精密仪表公司

瓦斯解吸罐

30cm×

10cm

美国E.E.C公司

瓦斯解吸仪

1130cm3

2

恒温水浴

50cm×

60cm×

65cm

球磨机、球磨罐

15cm×

煤科总院西安分院

高压等温吸附系统

......．．．．．．

美国RAVENRIDGE公司

煤质分析设备等

数台

国产

2钻孔布置及施工

2.1孔位布置

（1）测点选择原则

a.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；

b.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；

c.测定煤层原始瓦斯压力的见煤点应避开地质构造裂隙带、巷道、采动及抽采等的影响范围；

d.选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度；

e.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。

（2）钻孔要求

由于钻孔施工位置的选择和钻孔形状都会影响到测试结果，应按照如下方法进行钻孔施工：

钻孔的开孔位置应选在岩石（煤壁）完整的位置；

钻孔施工应保证钻孔平直、孔形完整；

钻孔施工结束，应立即清洗钻孔，保证钻孔畅通；

在钻孔施工中应准确记录钻孔标高、倾角、长度、钻孔开始见煤长度及钻孔在煤层中长度、开孔孔径、终孔孔径和封孔深度等参数

（3）孔位布置

根据松树滩煤矿现有的采掘巷道布署情况，本次瓦斯参数测试采用顺煤层钻孔，共布置10个参数孔，钻孔的位置分别位于一采区和二采区的1600水平和1500水平，其中一采区两个水平的回风石门附近4个煤层中各布置1个钻孔，共计8个；

在二采区两个的主力煤层二1煤层中各布置一个钻孔，共计2个。

测试点钻孔布置示意图如图1-1所示。

图2-1瓦斯参数测试孔布置示意图

2.2钻孔施工

（1）钻探技术要求

本次测试钻孔施工按照如下技术方法操作，以确保顺利测试和取芯。

a.开钻前对钻孔所在位置的煤层层位、厚度变化等有准确的掌握，为钻孔见煤情况做出准确预测。

b.钻孔的开孔位置全部选在巷道煤壁完整的位置。

由于煤矿井下施工条件复杂，具体开孔位置除满足测试技术要求外，还要视现场水、电、运输等方便条件而定，特别是要协调与井下采掘工作关系。

c.钻井液选取：

本次10个测试孔钻进施工中，均采用清水钻进，目的是最大程度减小钻井液对煤芯样品的污染。

d.由于本次探煤层瓦斯孔深度有限，故钻进中不进行专门的纠斜测量，但钻进中钻机推进要稳定、匀速，保证平直、孔形完整。

e.当进行煤层取芯时，开孔孔径应稍大于取芯管的管径，取完芯后，可改用小口径钻头钻进至预定深度。

f.在钻孔施工中应准确记录钻孔标高、倾角、长度、钻孔开始见煤长度及钻孔在煤层中长度、开孔孔径、终孔孔径和封孔深度等。

（2）钻探施工

根据井下采掘巷道的布置情况，结合煤层地质条件，10个瓦斯参数测试孔布置在一、二采区的1600水平和1500水平的回风石门。

钻孔于2007年4月9日开始施工，至2007年5月16日顺利地完成了10个有效参数孔，各个钻孔施工技术参数如表2-1所示。

表2-1井下测试钻孔技术参数

SST

-A62

-A63

-A61

-A61上

-A51上

-A51

-A52

-A53

-B61

-B51

钻孔地点

一采区1600

水平

一采区

1600

1500

一采区1500

二采区1600

二采区1500

煤层

二2

二3

二1

二1上

孔口标高

钻孔倾角

26°

41°

30°

35°

25°

19°

20°

21°

钻孔深度（m）

19.2

20.8

28.8

32

30.4

44.8

42

25

封孔长度（m）

12.6

16.5

21

29.5

19.5

煤孔长度（m）

6.6

3.1

18.8

11

10.4

15.3

4.5

22

5

开孔孔径（mm）

75

90

终孔孔径（mm）

（3）钻孔取芯

为了较准确的测定各个煤层的瓦斯含量，钻孔的取样深度应超过采掘巷道的影响范围。

当钻孔打到煤层预定深度后迅速抽出钻杆，安上取芯管，将取芯器送入到钻孔中，继续钻进并取芯，取芯管装满煤样后立即抽出钻杆，取下取芯器，将煤样置于瓦斯罐中进行瓦斯含量的现场解吸测试。

（4）封孔工艺及要求

常用封孔方法有粘土法、专用封孔器法、注浆法等多种，现场可根据测压钻孔岩层情况选择实用可行的封孔方法，本次测试采用“水泥注浆”的方式封孔。

钻孔封孔质量的好坏直接影响到测试结果，甚至影响到是否成功测试，为确保封孔质量，钻孔施工完后应在24h内完成封孔工作，封孔深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围。

本次测试按照如下步骤进行封孔：

a.在测压管进气端头接上堵头（防止管子送入过程中煤粉进入，堵塞了测压管），距进气端头约2m处缠上棉纱并固定，然后接好各段测压管送到预定深度。

b.将注浆管和球阀接好，送入到测压孔中，在孔口用棉纱裹住测压管和注浆管（棉纱防止注入的水泥浆从孔口的空隙中流出）；

采用木头楔子或聚胺酯封住孔口的前端，堵住注入的水泥浆；

将注浆球阀处于打开状态。

c.按照一定比例拌好水泥浆，打开注浆开关，待注浆管路里的清水全部流出后，迅速将注浆机上的注浆软管同孔口球阀上的管子接好，开始向孔内注浆，在注浆过程中要密切注意注浆软管与球阀，防止脱落；

另外，也要注意水泥浆中有水泥疙瘩，堵塞了球阀口。

d.水泥浆注入完毕后，关掉球阀开关（阻止注入的水泥浆流出）；

卸下注浆软管，采用清水反复冲洗注浆泵，直至软管流出的水基本是清水。

e.待水泥凝固后，在孔口安装压力表，进行瓦斯压力测试。

3煤层瓦斯基础参数测试

煤层瓦斯基本参数是煤矿瓦斯综合治理的基础性参数。

通过对松树滩煤矿二1上、二1、二2和二3号煤层各项物理指标、瓦斯参数的测试，为本煤层瓦斯的高效、合理抽采和防治煤与瓦斯突出提供准确的基础数据，确保煤矿安全生产。

自2007年4月9日起，开展了对上述4个煤层的煤样采集、煤样的分析实验及瓦斯参数的现场测试工作。

在二1上、二1、二2和二3煤层中各采集了6组样品，共计24个，在实验室进行了化验分析：

工业分析、真密度、视密度、孔隙度、等温吸附实验、坚固性系数和瓦斯放散初速度。

施工10口参数孔，进行瓦斯参数现场测试：

煤层瓦斯压力、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量和钻孔瓦斯流量衰减系数。

采集10个钻孔煤芯样品进行瓦斯含量测试；

采集30个气样（每孔3个）进行气成分定量分析。

3.1煤质分析

对二1上、二1、二2和二34个煤层中采集的10个煤样样品进行了煤样的水分、灰分、挥发分和CO2等项目的分析化验，工业分析遵照GB/T212-1991国家标准。

分析结果见表3-1。

煤样水分为0.48％～0.84％，平均值为0.60％。

其中,二1上煤的煤样水分为0.64％～0.66％，平均0.65％；

二1煤的煤样水分为0.52％～0.60％，平均0.56％；

二2煤的煤样水分为0.58％～0.59％，平均0.585％；

二3煤的煤样水分为0.48％～0.84％，平均0.66％。

灰分3.06％～13.74％，平均6.63％。

其中，二1上煤的灰分为3.06％～4.84％，平均值3.95％；

二1煤的灰分为3.49％～9.02％，平均值6.63％；

二2煤的灰分为5.96％～7.32％，平均6.64％；

二3煤的灰分为4.84％～13.74％，平均9.29％。

挥发分6.12％～9.63％，平均7.40％。

其中，二1上煤的挥发分为6.75％～7.51％，平均值7.13％；

二1煤的挥发分为7.02％～9.63％，平均值8.32％；

二2煤的挥发分为6.61％～6.74％，平均值6.68％；

二3煤的挥发分为6.12％～6.94％，平均6.53％。

CO20.91％～4.18％，平均2.17％。

其中，二1上煤的CO2为1.19％～2.14％，平均值1.67％；

二1煤的CO2为1.34％～4.18％，平均值3.19％；

二2煤的CO2为1.45％～1.66％，平均值1.56％；

二3煤的CO2为0.91％～1.62％，平均1.27％。

表3-1样品煤质分析化验结果

送样编号

采样地点

Mad（％）

Aad（％）

Va（％）d

CO2（％）

WS-A51上

（1）

一采区1500水平石门

0.64

4.84

7.51

2.14

WS-A61上

（1）

一采区1600水平石门

0.66

3.06

6.75

1.19

平均

0.65

3.95

7.13

1.67

WS-A51

（1）

0.52

7.32

8.86

3.54

WS-A61

（2）

0.56

3.49

7.02

1.34

WS-B51

二采区1500水平石门

0.60

6.70

7.78

3.71

WS-B61

二采区1600水平石门

0.55

9.02

9.63

4.18

6.63

8.32

3.19

WS-A52

（1）

0.58

6.61

1.45

WS-A62

（1）

0.59

5.96

6.74

1.66

6.64

6.68

1.56

WS-A53

（1）

0.48

6.94

1.62

WS-A63

（2）

0.84

13.74

6.12

0.91

9.29

6.53

1.27

3.2煤的物理特性

在二1上、二1、二2和二34个煤层中采集到的24个煤样进行了物理特性测试，真密度测试遵照GB/T217-1996国家标准；

视密度测试遵照GB/T6949-86国家标准；

坚固性系数遵照MT49-87行业标准；

瓦斯放散初速度遵照行业规范进行测定。

四层煤的各项物理参数分析结果见表3-2所示。

真密度1.44～1.54g/cm3，平均值为1.48g/cm3。

其中,二1上煤的真密度为1.46～1.47g/cm3,平均值为1.465g/cm3；

二1煤的真密度为1.44～1.53g/cm3,平均值为1.49g/cm3；

二2煤的真密度为1.47～1.48g/cm3,平均值为1.475g/cm3；

二3煤的真密度为1.44～1.54g/cm3,平均值为1.49g/cm3；

视密度1.38～1.51g/cm3，平均1.42g/cm3。

其中,二1上煤的视密度为1.38～1.39g/cm3，平均值为1.385g/cm3；

二1煤的视密度为1.38～1.51g/cm3,平均值为1.44g/cm3；

二2煤的视密度为1.40～1.43g/cm3,平均值为1.42g/cm3；

二3煤的视密度为1.42～1.43g/cm3,平均值为1.425g/cm3；

将真密度和视密度通过理论计算得到煤层空隙度，煤层空隙度为0.87％～5.00％，平均值为2.96％。

其中,二1上煤的空隙度为3.92％～3.97％,平均值为3.95％；

二1煤的空隙度为0.87％～3.26％，平均值为2.00％；

二2煤的空隙度为2.36％～3.40％，平均值为2.88％；

二3煤的空隙度为0.98％～5.00％，平均值为2.99％。

煤体坚固性指数f值0.80～1.40，平均f值为1.04。

其中，二1上煤的f值为0.94～1.20，平均值为1.06；

二1煤的f值为0.80～1.11，平均值为1.01，二2煤的f值为0.94～1.40，平均值为1.08；

二3煤的f值为0.80～1.18，平均值为1.01。

瓦斯放散初速度ΔP的值为15～28，平均值为19.33。

其中，二1上煤的ΔP为15～21，平均值为18.5；

二1煤的ΔP为17～24，平均值为19.5；

二2煤的ΔP值为17～25，平均值为19.8，二3煤的ΔP为15～28，平均值为19.5。

由f值和瓦斯放散初速度ΔP通过理论计算得到的K值是评价煤层突出危险性的重要参数，对K值的分析将在后面进行论述。

表3-2煤样物理特性分析结果

煤层及样品编号

（g/cm3）

孔隙度

（％）

一采区1500水平

1.02

19

1.47

1.39

3.92

WS-A51上

（2）

1.09

18

一采区1600水平

0.94

1.46

1.38

3.97

WS-A61上

（2）

WS-B51上

二采区1500水平

1.03

15

WS-B61上

二采区1600水平

1.20

…………

1.06

18.5

1.465

1.385

WS-A51

（1）

1.50

1.44

2.78

WS-A51

（2）

WS-A61

（1）

1.11

17

0.8

3.02

1.0

1.43

3.26

1.53

1.51

0.87

…