煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告
云南省昭通市镇雄县大顺煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告
中国矿业大学
云南方圆中正工贸有限公司
二〇一一年十一月
前言
瓦斯是煤矿的主要自然灾害之一，长期以来严重威胁着煤矿的安全生产和影响着矿井的经济效益。瓦斯赋存、瓦斯涌出及其防治技术的研究一直是我国煤矿，特别是高、突瓦斯矿井的研究课题。近几年来，少数低瓦斯矿井由于瓦斯规律不明，对突发的局部瓦斯异常涌出常疏于防范，连续发生重大瓦斯事故，给国家和人民的生命财产造成巨大损失；因此，瓦斯研究工作日益受到人们的重视。
大顺煤矿位于云南省昭通市镇雄县，C
5b、C
6
a煤层为大顺煤矿的开采煤层，C
5
b、
C 6a煤层的瓦斯基础参数缺乏。C
5
b、C
6
a煤层瓦斯参数的测定是否准确决定着大顺煤矿
今后的生产安全状况，决定着大顺煤矿各种通风安全设备和设施的投资是否合理，因此，为保证将来采掘工作面的安全生产，确定主采煤层的煤与瓦斯突出危险性、瓦斯的最终来源，找出大顺煤矿主采煤层的瓦斯赋存、运移和涌出规律，必须进行C
5
b、
C
6
a煤层瓦斯基础参数的测定与分析工作。
另外，大顺煤矿的煤层瓦斯基础参数和瓦斯涌出状况的测定，为进一步摸清该矿的原始瓦斯含量、瓦斯分布情况及突出危险性，同时也可为今后制定切实可行的瓦斯防治措施提供理论依据。
本报告首先叙述大顺煤矿的生产地质概况、然后在学习瓦斯有关理论的基础上，
针对大顺煤矿C
5b、C
6
a煤层的具体情况，把C
5
b、C
6
a煤层的瓦斯基础参数测定分为现场
瓦斯参数测定和实验室瓦斯参数测定两部分。本报告的主要内容包括以下几个部分：1）现场瓦斯参数测定及分析
（1）瓦斯压力；（2）瓦斯流量衰减系数；（3）煤层透气性系数
2）实验室瓦斯参数测定及分析
（1）煤质分析：工业分析、元素分析、真密度、视密度、孔隙度
（2）煤岩分析：分析煤样的破坏类型和各种煤体组成
（3）瓦斯吸附性常数a，b值的测定
（4）煤的坚固性系数f
（5）放散初速度△P
3）分析了影响大顺煤矿瓦斯赋存的地质因素。
本项目于2011年10月起，在完成了C
5b、C
6
a煤层瓦斯的现场及实验室基础参数
测定、分析研究工作，现提出总结报告。在开展这一工作的过程中，大顺煤矿等单位的有关领导和工程技术人员给予了大力的支持与帮助，在此谨向他们致以诚挚的谢意。
目录
前言 ........................................................................................................ I 第一章矿井概况 (1)
1.1矿山交通位置、矿界范围 (1)
1.2井田地质 (2)
1.3矿床开采技术条件 (5)
第二章瓦斯地质理论基础 (7)
2.1瓦斯的性质和形成 (7)
2.2瓦斯在煤层中的赋存状态 (9)
2.3煤层瓦斯垂直分带 (13)
2.4煤层瓦斯的运移 (14)
2.5煤层中瓦斯卸压解吸运移规律 (16)
第三章煤层瓦斯基础参数测定 (34)
3.1实验室瓦斯参数测定 (34)
3.2现场瓦斯参数测定 (42)
第四章影响大顺煤矿瓦斯赋存的地质因素分析 (56)
4.1地质构造对瓦斯赋存的影响 (56)
4.2小结 (56)
第五章结论 (57)
附件 (59)
采矿许可证 (59)
安全生产许可证 (60)
营业执照 (61)
瓦斯等级鉴定书 (62)
第一章矿井概况
1.1 矿山交通位置、矿界范围
大顺煤矿位于镇雄县城南东103°方向，平距约3.5km处，处于镇雄县乌峰镇境内。矿山距镇雄县城5.0km，距贵州毕节市75km，距内昆铁路彝良大寨站210km、威宁站180km，有镇雄至贵州毕节市的老公路从矿区南部通过，交通较为方便。交通位置图见图1-1。
图1-1 交通位置示意图
根据云南省国土资源厅2008年3月颁发的采矿许可证（证号5300000830073）可知：大顺煤矿划定矿区面积4.0352km2，由6个拐点圈定，开采标高1610-1090m，其矿区范围坐标见表1-1。
表1-1 大顺煤矿范围拐点坐标表
1.2 井田地质
1.2.1 区域地层构造
一、区域地层
矿区出露地层有二叠系上统龙潭组（P
2l）、长兴组（P
2
c），三叠系下统卡以头组
（T
1k）、飞仙关组（T
1
f）及第四系（Q）。现由老至新分述如下：
（一）二叠系上统龙潭组（P
2
l）
分布于矿区南部，为一套陆相细碎屑岩含煤建造。由细砂岩、粉砂岩及泥岩组成，
据岩性组合特征及含煤情况可划分为三个岩性段。
1.下段（P
2
l 1）：为浅灰－深灰色薄－中厚层状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及泥岩，含菱铁矿结核，局部夹菱铁岩薄层。产植物化石碎片及炭屑，含
不可采之薄煤1层（C
10
）。底部常见厚约1～4m的菱铁质泥岩和凝灰质泥岩。本段地层厚53～63m，平均厚58m。与下伏峨眉山玄武岩组平行不整合接触。
2.中段（P
2
l2）：为浅灰－灰黑色薄－中厚层状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及（炭质）泥岩，含菱铁矿结核，局部夹菱铁岩薄层。含不可采之薄煤1
层（C
9）。底部浅灰色中厚层状钙质细砂岩厚1～3m，是划分中段与下段的I
1
标志层。
本段地层厚50～57m，平均厚54m。
3.上段（P
2
l3）：为主要含煤段。由浅灰－灰黑色薄－中厚层状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及泥岩组成。中、下部含鲕粒状及团块状菱铁矿；上部含结
核状及条带状黄铁矿。由上至下含编号煤层6层（C
5a、C
5
b－C
6
a、C
6
b、C
6
c、C
7
、C
8
），除
C 5b－C
6
a为矿区内稳定的可采煤层外，其余均为局部点可采或不可采之薄煤层。含大
量较完整的小壳腕足类动物化石，且仅见于C
5b－C
6
a煤层顶板以上。底部浅灰－深灰
色中厚层状钙质细砂岩厚1～5m，是划分上段与中段的I
2
标志层。本段地层厚47～55m，平均厚51m。
（二）二叠系上统长兴组（P
2
c）
仅在矿区东南角有小面积出露，为一套海陆交互相含煤沉积。由浅灰－深灰色薄－中厚层状（钙质）细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和泥质（晶质）灰岩交互组成，据岩性变化构成3个沉积旋逥。产大量小壳腕足、瓣腮类动物化石及介壳。
由上至下含C
1、C
2
、C
3
、C
4
四个薄煤层，煤层厚0～0.64m，均不可采。中下部灰－深
灰色中厚层状泥质（晶质）灰岩厚5～10m，为区内I
6
标志层；底部深灰－灰黑色中
厚层状泥质灰岩厚1～3m，横向连续分布，是划分长兴组与下伏龙潭组地层可靠的I
5标志层。本组地层厚46～54m，平均厚50m。与下伏龙潭组整合接触。
（三）三叠系下统卡以头组（T
1
k）
条带状小面积分布于矿区南部，为灰绿色中厚层状粉砂岩、粉砂质泥岩与泥质粉
砂岩不等厚互层，夹灰岩薄层，具水平层理。含少量动物化石。底部灰色中厚层状晶质灰岩厚1～2m，分布连续，是划分卡以头组与下伏长兴组地层可靠的I
7
标志层。地层厚40～67m，平均厚58m。与下伏长兴组整合接触。
（四）三叠系下统飞仙关组（T
1
f）
大面积分布于矿区的中部及北部地区，主要为细砂岩、粉砂岩、泥岩及灰岩，据岩性组合特征及动物化石群类可划分为六个岩性段。
1.第一段（T
1
f 1）：由灰绿、（灰）紫色中厚层状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及灰－灰白色中厚层状鲕状灰岩组成。顶部为灰－灰白色鲕状灰岩夹粉砂岩薄层，灰岩具缝合线构造，含大量小个体海相动物化石，厚7～18m，全区分布连
续，是划分飞仙关组第一段与第二段可靠的I
8
标志层。底部以灰绿色厚层状粉砂岩与卡以头组分界。本段地层厚49～56m，平均厚53m。与下伏卡以头组整合接触。
2.第二段和第三段（T
1f 2+3）：因矿区内第三段底部的灰绿色薄层状泥质粉砂岩（I
9
标志层）分布不连续，对于清楚地划分第二段和第三段地层带来一定的困难，因此将
二者合为一段进行叙述。该段由紫红、灰绿、（灰）紫色中厚层状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹薄层状灰岩组成。产大量大小不一的海相动物化石。厚180～204m，平均厚192m。
3.第四段（T
1
f4）：紫红、灰绿、灰紫色中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩不等厚互层，夹灰岩薄层。产大量海相动物化石。底部为灰绿色中厚层状钙质细砂岩，夹紫色泥质粉砂岩薄层，含大量钙质结核，厚1～3m，分布连续，是划
分第四段与第三段可靠的I
10
标志层。本段地层厚50～69m，平均厚55m。
4.第五段（T
1
f 5）：紫红、灰绿、紫色中厚层状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩不等厚互层。产大量海相动物化石。底部为灰绿色中厚层状粉砂岩，夹细
砂岩薄层和生物灰岩条带，厚约2～4m，是划分第五段与第四段可靠的I
11
标志层。本段地层厚35～53m，平均厚45m。
5.第六段（T
1
f 6）：灰紫、紫色薄－中厚层状泥岩、粉砂岩与钙质细砂岩互层，局部夹薄层状灰岩条带。底部为灰绿色薄层状细砂岩与粉砂岩，厚约1～3m，是划分
第六段与第五段可靠的I
12
标志层。本段地层厚42～108m，平均厚80m。
（五）第四系（Q edl、Q cd）
集中分布于矿区南部。残坡积层（Q edl）为紫红、黄褐色粘土、砂质粘土及砂砾石堆积，厚度0～22m，一般厚5～10m。滑坡崩积层（Q cd）为紫红、灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩、细砂岩夹粘土及碎石，由飞仙关组及卡以头组岩层崩落堆积而成，厚度大于20m。与下伏各地层均呈不整合接触关系。
二、构造
矿区位于镇雄复式向斜南翼西段，总体呈北西－南东向延伸的单斜构造，地层倾向北东，倾角4～17°。受区域构造运动控制，北东、北北东向的褶皱及断裂较为发育。据《云南省镇雄县镇雄煤矿南部井田中段（北）初步勘探地质报告》、矿山生产及本次工作证实，区内共发现次级褶皱4支，断层25条。分述如下：（一）褶皱
1. B103背斜：位于矿区西部，延伸长约685m，轴向北北东向，平缓开阔，两翼近于对称。北端被断层破坏，往南为滑坡掩盖，地表迹象不甚明显。对矿区煤层有一定的影响。
2. S103向斜：位于矿区东部，延伸长约1900m，轴向北东向，为一宽缓且近于对称的向斜。北部被F625断层切割为两段。向斜西翼倾向北东，倾角5～10°；东翼受断层影响，倾向变化较大，倾角4～17°。对矿区煤层有一定的影响。
3. B104背斜：位于矿区北部，延伸长约500m，轴向北北东向，平缓开阔，两翼近于对称。北端被F627断层切割为两段。规模较小，对矿区煤层基本无影响。
4. S104向斜：位于矿区北部，延伸长约720m，轴向北北东向，褶皱平缓开阔，两翼近于对称，中部被F627断层切割为两段。规模较小，对矿区煤层基本无影响。
（二）断层
矿区内断裂构造较发育，共发现断层25条。其中，地层断距大于25m的断层有5条；15～25m的有18条；小于15m的有2条。对矿区可采煤层连续性有较大影响的断层仅有F514一条；其余断层仅对煤系上覆地层有一定的切割，而对矿区可采煤层基本无影响。
矿区构造属中等偏简单类型。
1.2.2 煤层赋存情况
区内长兴组（P
2c）及龙潭组（P
2
l）为一套连续的含煤沉积。据大顺煤矿生产勘
探报告可知，长兴组由上至下含不可采之薄煤四层（C
1、C
2
、C
3
、C
4
），单煤厚0～0.64m，
煤系地层平均厚度为50m，煤层总厚0.09～0.99m，含煤系数为0.18～1.98%。龙潭
组含煤8层，自上而下依次编号为C
5a、C
5
b－C
6
a、C
6
b、C
6
c、C
7
、C
8
、C
9
、C
10
，其中C
5
b
为矿区内稳定的可采煤层， C
6a局部可采并与C
5
b煤层合并，其余均为局部点可采或不
可采之薄煤层。煤系地层平均厚度为163m，煤层总厚4.91～6.84m，含煤系数为3.01～
4.20%。可采煤层总厚2.27～4.29m，可采含煤系数为1.39～2.63%。
矿区内唯一稳定的可采煤层为C
5
b煤层。呈似层状产出，结构较简单，含夹矸1～5层，分别位于煤层的上部、中部和下部。上部夹矸0～3层，上夹矸距煤层顶板0.07～0.14m，距煤层底板3.30～3.87m，厚0.02～0.04m，岩性为灰色高岭石泥岩，为矿区
内I
4
标志层；中夹矸距煤层顶板0.23～0.33m，距煤层底板3.06～3.58m，厚0.03～
0.17m，岩性为灰色水云母泥岩，为矿区内I
标志层；下夹矸距煤层顶板0.60m，距
3
煤层底板3.31m，厚0.07m，为灰黑色炭质泥岩。中部夹矸1～2层，上夹矸距煤层顶板1.90m，距煤层底板2.37m，厚0.04m，岩性为灰黑色炭质泥岩；下夹矸距煤层顶板1.84～2.51m，距煤层底板1.06～2.02m，厚0.10～0.26m，为灰色泥岩及灰黑色炭质泥岩。下部夹矸0～2层，上夹矸距煤层顶板2.37～3.18m，距煤层底板0.88～1.08m，厚0.05～0.10m，岩性为灰黑色炭质泥岩；下夹矸距煤层顶板3.06～3.76m，距煤层底板0.21～0.44m，厚0.06～0.09m，亦为灰黑色炭质泥岩
煤层直接顶板为灰－深灰色中厚层状细砂岩及泥质粉砂岩，局部为浅灰色粉砂质泥岩，厚0.85～9.53m。在直接顶板与煤层间常有厚约0.02～0.05m的薄层状炭质泥岩伪顶，与上下均呈过渡关系。煤层底板为浅灰－灰色薄－中厚层状泥岩，局部为浅灰色泥质粉砂岩，厚1.40～2.63m，含植物根部化石。
1.3 矿床开采技术条件
1.3.1 水文地质条件
矿区地质构造属中等偏简单类型，含煤岩系及围岩层平面展布相对简单，为缓倾的单斜构造，断层较发育，对含水层影响不大；部分矿体位于当地最低侵蚀基准面之下，含矿层直接顶板属弱岩溶化裂隙岩溶含水层，与区域同一含水层有一定水力联系，富水性弱－中等；间接顶板为弱裂隙含水层，为间接充水含水层；含矿层为弱裂隙含水层，富水性弱；底板属相对隔水层。矿床充水主要来源于顶板岩溶裂隙含水层及含矿层裂隙含水层的直接涌入，总体涌水量较大。当采空区于冲沟部位或浅部形成后，其导水裂隙带将达地表，将导致雨季地表或冲沟水入渗矿坑，另外废弃的小窑积水对矿床开采亦有影响，因废弃时间较长，其小窑积水可能有较强的酸性，后期开采矿坑水不能自流排泄。该矿床水文地质条件属以裂隙岩溶含水层直接充水为主的中等偏简单类型。
1.3.2 工程地质条件
该矿床围岩受断裂作用影响较大，围岩岩性组合较复杂，主要由砂岩、泥质粉砂岩及泥岩组成，相间产出，岩石强度差异较大，呈软－硬相间组合，泥岩具软化性，可形成软弱结构面，泥岩基本质量等级为Ⅴ级，作为地下工程岩体无自稳能力。砂岩、泥质粉砂岩岩体中等完整，可采煤层顶板以砂岩类岩层为主，有一定稳固性，在裂隙发育带易发生冒顶，而底板以泥岩为主，浸水后易变形、软化、崩解，可引起底鼓。该矿床工程地质条件属以层状软弱岩组为主的中等类型。
1.3.3 环境地质质量
矿区山体相对稳定，区内无较大规模的地质灾害现象发生，南部的滑坡崩积体已基本稳定，且分布位置较低，对采矿影响不大；矿床开采可引起采空区地面变形，对地质环境有一定的破坏性，区内无重大污染源，无地热异常现象，含水层地下水水质一般，矿坑水目前水质尚好，排出后对下游污染较小，废弃小窑较多，其积水具较强的酸性，若涌入矿坑，对井下作业有较大的危害，采矿废弃物随意堆放，对土壤和水体有一定的污染隐患，该矿床属氮气－沼气带与沼气带并存的矿床，属高瓦斯矿井，属煤尘无爆炸性危险、煤层自燃的矿床。矿区地质环境质量属中等类型。
综上，矿床开采技术条件属复合问题的中等类型。
1.3.2 瓦斯、煤尘爆炸性和煤的自燃倾向性
1、瓦斯
据大顺煤矿2008年瓦斯等级鉴定结果，瓦斯相对涌出量（q
相CH4
）为26.55m3/t，
瓦斯绝对涌出量（q
绝CH4）为2.99m3/min，二氧化碳相对涌出量（q
相CO2
）为9.57m3/t，
二氧化碳绝对涌出量（q
绝CO2
）为1.08m3/min，该矿井为高瓦斯矿井。
据大顺煤矿2010年瓦斯等级鉴定结果，瓦斯相对涌出量（q
相CH4
）为46.12m3/t，
瓦斯绝对涌出量（q
绝CH4）为5.09m3/min，二氧化碳相对涌出量（q
相CO2
）为6.16m3/t，
二氧化碳绝对涌出量（q
绝CO2
）为0.68m3/min，该矿井为高瓦斯矿井。
2、煤尘爆炸性
大顺煤矿对可采煤层进行过煤尘爆炸性鉴定，鉴定结果为煤层煤组水分（M ad）1.00%，灰分（A d）23.68%，挥发分（V d）10.73%，火焰长度为0，抑制煤尘爆炸最低岩粉量均为0，结论为为无煤尘爆炸性。
3、煤的自燃倾向性
据大顺煤矿采样测试结果，可采煤层全硫（S t
，ad
）2.12%，真密度（d TRD）1.64g/cm3，煤的吸氧量为0.74cm3/g·干煤，煤的自燃倾向性为自燃，煤的自燃倾向性等级为Ⅱ级。
第二章瓦斯地质理论基础
2.1 瓦斯的性质和形成
2.1.1 瓦斯的性质概述
瓦斯（methane）是井下煤岩涌出的各种气体的总称，其主要成份是以甲烷为主的烃类气体，有时也专指甲烷，瓦斯的物理与化学性质一般都是针对甲烷而言。瓦斯是在煤炭发育过程中形成的，故也称煤层气。
甲烷是无色、无味、可以燃烧或爆炸的气体。它对人呼吸的影响同氮气相似，可使人窒息。例如，由于甲烷的存在冲淡了空气中的氧，当甲烷浓度为43％时，空气中相应的氧浓度即降到12％，人感到呼吸非常短促；当甲烷浓度在空气中达57％时，相应的氧浓度被冲淡到9％，人即刻处于昏迷状态，有死亡危险。甲烷分子直径0.41nm （1nm=10-9m），其扩散度是空气的1.34倍，它会很快地扩散到巷道空间。甲烷的密度为0.716kg／m3(标准状况下)，为空气密度的0.554倍。甲烷在巷道断面内的分布取决于该巷道有无瓦斯涌出源。在自然条件下，由于甲烷在空气中表现强扩散性，所以它一经与空气均匀混合，就不会因其比重较空气轻而上浮、聚积，所以当无瓦斯涌出时，巷道断面内甲烷的浓度是均匀分布的；当有瓦斯涌出时，甲烷浓度则呈不均匀分布。在有瓦斯涌出的侧壁附近甲烷的浓度高，有时见到在巷道顶板、冒落区顶部积存瓦斯，这并不是由于甲烷的密度比空气小，而是说明这里的顶部有瓦斯(源)在涌出。
甲烷的化学性质不活泼。甲烷微溶于水，在101.3kPa条件下，当温度20℃时，100L水可溶3.31L，0℃时可溶解5.56L甲烷。甲烷对水的溶解度和温度、压力的关系如图2-1所示。从图中可以看到，当瓦斯压力为50大气压、温度30℃时，其溶解度仅为1％，所以，少量地下水的流动对瓦斯的排放影响不大。
图2-1 纯水对甲烷的溶解度
瓦斯与氧气适当混合具有燃烧和爆炸性。当空气中的甲烷浓度为5%~16%时，遇高温（650~750℃）能发生爆炸。瓦斯爆炸事故是矿井的严重自然灾害，一旦发生，会造成大量人员伤亡，为矿井带来巨大的灾难。自1675年英国茅斯丁矿发生第一次大型瓦斯爆炸事故以来，瓦斯爆炸事故还在不断发生，一直是威胁煤矿安全生产的最主要自然灾害。
在煤矿的采掘生产过程中，当条件合适时，还会发生瓦斯喷出或煤与瓦斯突出，产生严重的破坏作用，甚至造成巨大的财产损失和人员伤亡。
瓦斯是一种温室气体，同比产生的温室效应是二氧化碳（CO2）的20倍，在全球气候变暖中的份额为15％，仅次于CO2。我国是煤炭生产和消费大国，伴随着煤炭的开采，我国每年向大气排放大量的瓦斯，瓦斯对大气的严重污染已引起广泛关注。
瓦斯是一种优质洁净能源。瓦斯的燃烧热为37 MJ/ m3，相当于1~1.5 kg烟煤燃烧产生的热量。瓦斯燃烧后的气体不含硫化氢，所产生的污染大体上只有石油的1／40，煤炭的1／800。瓦斯还是重要的化工原料，它还可以转化成合成原料气，制备出合成氨、合成醇、烃类等重要的化工产品。
我国的瓦斯资源丰富，初步估计达30～35万亿m3，相当于450亿吨标准煤。对煤矿瓦斯进行抽放并加以利用，既可大量减少瓦斯事故的发生，又减少对环境的污染，同时为社会提供优质洁净能源和重要的化工原料，带来巨大的经济效益。
2.1.2 瓦斯的形成
在我国矿井的实际条件下，瓦斯主要是指甲烷，是腐植型有机物(植物)在成煤过程中生成的。煤层中的瓦斯的形成大致可分为两个阶段。
第一阶段为生物化学成气时期，在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机物在隔绝外部氧气进入和温度不超过65℃的条件下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。由于这一过程发生于地表附近，上覆盖层不厚且透气性较好，因而生成的气体大部分散失于古大气中。随泥炭层的逐渐下沉和地层沉积厚度的增加，压力和温度也随之增加，生物化学作用逐渐减弱并最终停止。
第二阶段为煤化变质作用时期，随着煤系地层的沉陷及所处压力和温度的增加，泥炭转化为褐煤并进入变质作用时期，有机物在高温、高压作用下，挥发分减少，固定碳增加，这时生成的气体主要为CH4和CO2。这个阶段中，瓦斯生成量随着煤的变质程度增高而增多。但在漫长的地质年代中，在地质构造(地层的隆起、侵蚀和断裂)的形成和变化过程中，瓦斯本身在其压力差和浓度差的驱动下进行运移，一部分或大部分瓦斯扩散到大气中，或转移到围岩内，所以不同煤田，甚至同一煤田不同区域煤层的瓦斯含量差别可能很大。
在个别煤层中也有一部分瓦斯是由于油气田的瓦斯的侵入造成的，例如四川中梁
山10号煤层的瓦斯有时与底板石灰岩溶洞中的瓦斯相连,陕西铜川焦坪煤矿井下的瓦斯又与底板砂岩含油层的瓦斯有关。有的煤层中还含有大量的二氧化碳，如波兰的下西里西亚煤田的煤层中还有大量的二氧化碳，则是由于火山活动使碳酸盐类岩石分解生产的二氧化碳侵入的结果。在某些煤层中还含有乙烷、乙烯等重碳氢气体。但一般来说，煤田中所含瓦斯均以甲烷为主。
2.2 瓦斯在煤层中的赋存状态
成煤过程中生成的瓦斯以游离和吸附这两种不同的状态存在于煤体中，通常称为游离瓦斯（free gas）和吸附瓦斯(absorbed gas)。
游离状态也叫自由状态，这种状态的瓦斯以自由气体存在，呈现出压力并服从自由气体定律，存在于煤体或围岩的裂隙和较大孔隙(孔径大于10nm) 内，如图2-2所示。游离瓦斯量的大小与贮存空间的容积和瓦斯压力成正比，与瓦斯温度成反比。
图2-2 瓦斯在煤内的存在形态示意图
1－游离瓦斯；2－吸着瓦斯；3－吸收瓦斯；4－煤体；5－孔隙吸附状态的瓦斯主要吸附在煤的微孔表面上（吸着瓦斯）和煤的微粒结构内部(吸收瓦斯)。吸着状态是在孔隙表面的固体分子引力作用下，瓦斯分子被紧密地吸附于孔隙表面上，形成很薄的吸附层；而吸收状态是瓦斯分子充填到纳米级的微细孔隙内，占据着煤分子结构的空位和煤分子之间的空间，如同气体溶解于液体中的状态。
吸附瓦斯量的多少，决定于煤对瓦斯的吸附能力和瓦斯压力、温度等条件。吸附瓦斯在煤中是以多分子层吸附的状态附着于煤的表面，因此煤对瓦斯的吸附能力决定于煤质和煤结构，不同煤质对瓦斯的吸附能力如图2-3。
图2-3 不同煤质对瓦斯的吸附能力的示意图
在成煤初期，煤的结构疏松，孔隙率大，瓦斯分子能渗入煤体内部，因此褐煤具有很大的吸附瓦斯能力。但褐煤在自然条件下，本身尚未生成大量瓦斯，所以它虽然具有很大的吸附瓦斯能力，但缺乏瓦斯来源，实际所含瓦斯量是很小的。在煤的变质过程中，在地压的作用下，孔隙率减少，煤质渐趋致密。在长焰煤中，其孔隙和表面积都减少，吸附瓦斯能力降低，最大的吸附瓦斯量在20~30 m 3／t 左右。随着煤的进一步变质，在高温高压作用下，煤体内部由于干馏作用而生成许多微孔隙，使表面积到无烟煤时达到最大，因此无烟煤的吸附瓦斯能力最强，可达50~60 m 3／t 。以后微孔又收缩减少，到石墨时变为零，使吸附瓦斯的能力消失。
煤的瓦斯含量和温度、压力的关系，如图2-4。该图是某一煤样的测定曲线。
图2-4 瓦斯含量和温度、压力的关系
煤体中的瓦斯含量是一定的，但以游离状态和吸附状态存在的瓦斯量是可以相互转化的。例如，当温度降低或压力升高时，一部分瓦斯将由游离状态转化为吸附状态，这种现象叫做吸附。反之，如果温度升高或压力降低时，一部分瓦斯就由吸附状态转
0123456
瓦斯含量m 3/t
瓦斯压力(p) MPa
化为游离状态，这种现象叫做解吸。
图2-5给出了常温下总瓦斯量、吸附瓦斯量和游离瓦斯量随着瓦斯压力的变化曲线，其中，表示吸附瓦斯量的曲线就是人们熟知的吸附等温线。在当前开采深度内，煤层内的瓦斯主要是以吸附状态存在，通常吸附状态的瓦斯占总量的95％。这说明了为什么许多煤层中蕴含了大量的瓦斯。但是在断层，大的裂隙、孔洞和砂岩内，瓦斯则主要以游离瓦斯状态赋存。
在煤体未被扰动的状态下，煤的孔隙和裂隙中的游离瓦斯和吸附瓦斯之间存在一个平衡。但是，如果煤层受到采动影响后，形成的压力梯度使瓦斯流动，煤体内瓦斯压力的降低将促进解吸作用。这个过程将沿着吸附等温线从右向左变化。图2-4和图2-5显示了瓦斯吸附率随着瓦斯压力升高而增加的情况。
图2-5 煤中吸附瓦斯、游离瓦斯及总瓦斯量随压力变化的关系图
描述吸附等温线最常用的数学关系式，是朗缪尔（https://www.wendangku.net/doc/25142226.html,ngmuir ）1916年导出的单分子层吸附方程，即
bp abp q +=1 (2-1) 式中 q ─ 在给定温度下，瓦斯压力为 p 时，单位质量煤体的表面吸附的瓦斯体
积，m 3/t 或ml/g ；
p ─ 吸附平衡时的瓦斯压力，MPa ；
a 、
b ─ 吸附常数。a 为在给定温度下的饱和吸附瓦斯量或最大极限吸附量，即a=q max ，m 3/t 或ml /g ，据实际测定，一般为14~55 m 3/t 。 b 为朗缪尔常数，MPa -1，一般为0.5~5.0MPa -1，1/b 是当q/q max ＝1/2时的压力。
瓦斯含量m 3/t
图2-6 吸附等温线示意图
吸附常数的值取决于煤体内碳、水分和灰分的含量，以及吸附气体的种类和温度。图2-6表明，对于变质程度较高的煤，瓦斯吸附能力有所增强，这种煤拥有更高的碳含量。煤的表面不仅可以吸附瓦斯，还可吸附二氧化碳、氮气、水蒸气及其它气体，图2-7给出了煤表面对几种不同类型气体的吸附情况。这些分子粘附或被吸附在煤炭表面，当吸附力超过气体分子间的排斥力时，吸附分子将在表面形成一层致密的单分子层。当气体压力很高时，可以形成两层吸附，不过，第二层的吸附力较弱。
图2-7 25℃下煤炭中CO 2、瓦斯和N 2的吸附量
温度对煤吸附瓦斯量的影响，可用以下经验公式计算：
nt t e X X -=0 （2-2）
式中 0X 、t X ——温度分别等于0 ℃和t ℃时，煤的吸附瓦斯量，mL/g ； t ——煤的温度，℃；
n ——与瓦斯压力有关的常数，p
n 07.0993.002.0+=
p ——瓦斯压力，M Pa 。 吸附等温线一般在去除水分和灰分影响的基础上被引用。当煤中含有少量水分时，瓦斯吸附量随着水分的增加而减少，这些天然的水分大部分被吸附在煤炭的表面。但是，当水分达到5%时，水分子在煤表面的浸润达到饱和，这时，瓦斯吸附量将不再随水分的增加而变化。艾琴格尔（Ettinger ，1958）提出了一个较适用的经验公式来确定煤内水分对瓦斯吸附量的影响：
W
q q d w 31.011+= (2-3) 式中 w q —— 湿煤的瓦斯吸附量，m 3/t ；
q d —— 干煤的瓦斯吸附量，m 3/t ；
W —— 煤中的水分，%。在0到5%的范围内（当水分含量高于5%时，按5%计）。
煤中的灰分一般不具有吸附性，因此瓦斯吸附量随着灰分的增加而减少。为了在无灰分的基础上表示瓦斯含量，需要引入一个修正量，
)01.01(A q q a -= (2-4)
式中 q ——实际瓦斯含量；q a ——无灰分瓦斯含量；A —— 煤中的灰分，%。
2.3 煤层瓦斯垂直分带
煤田形成后，煤变质生成的瓦斯经煤层、围岩裂隙和断层向地表运动；地表的空气、生物化学及化学作用生成的气体由地表向深部运动。由此形成了煤层中各种气体成分由浅到深有规律的逐渐变化，即煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。一般将煤层由露头自上向下分为四个瓦斯带：CO 2—N 2带、N 2带、N 2—CH 4带、CH 4带。图2-8给出
了前苏联顿巴斯煤田煤层瓦斯组分在各瓦斯带中的变化，各带的煤层瓦斯组分含量见表2-1。
前三个带总称为瓦斯风化带，第四个带为甲烷带。瓦斯风化带下部边界煤层中的瓦斯组分为80%，煤层瓦斯压力为0.1~0.15MPa ，煤的瓦斯含量为2~3m 3/t （烟煤）和5~7m 3/t （无烟煤）。在瓦斯风化带开采煤层时，相对瓦斯涌出量一般不超过2m 3/t ，瓦斯对生产不构成主要威胁。我国大部分低瓦斯矿井皆是在瓦斯风化带内进行生产的。
表2-1 煤层瓦斯垂直分带及各带气体成分表
图2-8 煤层瓦斯垂向分带图
瓦斯风化带的深度取决于煤层地质条件和赋存情况，如围岩性质、煤层有无露头、断层发育情况、煤层倾角、地下水活动情况等等。围岩透气性越大，煤层倾角越大、开放性断层越发育、地下水活动越剧烈，则瓦斯风化带下部边界就越深。有露头的煤层往往比无露头的隐伏煤层瓦斯风化带深。
位于瓦斯风化带下边界以下的甲烷带，煤层的瓦斯压力、瓦斯含量随埋藏深度的增加而有规律地增长。因此，掌握开采煤田煤层瓦斯垂直分带的特征，确定瓦斯风化带深度，是搞好矿井瓦斯涌出量预测和日常瓦斯管理工作的基础。
2.4 煤层瓦斯的运移
现今煤层中的实际瓦斯量只有原来的1/10或更少。这是煤层中的瓦斯在长期的
地质历史过程中运移的结果。可以把成煤过程中形成的瓦斯划分为以下几个部分：
（1）保存在煤层中的瓦斯；
（2）从煤层中运移出来，储集于围岩中的瓦斯；
（3）从煤层中运移出来，溶解于地下水中的瓦斯；
（4）排放到大气中的瓦斯；
（5）聚入煤成气藏的瓦斯。
研究煤层瓦斯的运移方式及运移条件，对估算煤层的瓦斯含量、分析瓦斯不均衡的原因有直接意义。
瓦斯的运移主要有渗滤和扩散两种方式。
（1）渗滤
渗滤是指瓦斯或天然气通过畅通的喉管和裂隙、构造破碎带运移的方式，也称为自由流动或渗透。
瓦斯的渗滤速度按下列公式测定计算：
()uh
P P kS Q 22221-= (2-5) 式中 Q ——在额定压力条件下，1秒钟内通过岩石的瓦斯量，cm 3；
k ——渗透率；
P1、P2——进出孔隙介质的分压，Kg/ cm 2；
S ——横截面的面积，cm 2；
h ——介质厚度，cm ，见图2-9； u ——绝对粘度，cP 。
图2-9 瓦斯的单向渗滤示意图
A ——两侧由不透壁限定的孔隙介质；k ——介质厚度；
P1、P2——进出孔隙介质的分压
渗透率可根据测定的Q 、P1、P2、h 、S 和u 值求得：
()
22212P P S Q h uh
-= (2-6) 瓦斯的渗滤是瓦斯在地壳内部从生成或聚集地点向地表运移的一种极其普遍的作用。
（2）扩散
由于气体聚集地浓度不均一，气体分子由高浓度地段向较低浓度的地方扩散，从而最终达到扩散平衡。
按扩散第一定律，质量为dm 的物质，在时间dt 通过面积ds 的扩散可以用下式表示：
dt ds dz
dc D dm ?-= (2-7) 式中 D ——扩散系数； C ——浓度，g/ cm 3
dz dc
——浓度梯度
不同气体的扩散系数是不同的；在自然条件下，瓦斯的扩散和渗滤时相互交错进行的。从大面积讲，往往是瓦斯通过扩散和渗滤两种方式混合运移，只是在岩石的某一部位，或是扩散程度较大，或是渗滤程度较大。
2.5 煤层中瓦斯卸压解吸运移规律
瓦斯也叫煤层气，是指贮存于煤层及其围岩中的天然气，是由气体化合物与气体元素组成的混合体。一般来自于成煤过程有机质的煤化变质作用生成的和由于火成岩侵入或碳酸盐受热分解生成的CO 2经断层等通道侵入到含煤地层之中。
瓦斯的成分以甲烷（包括重烃）为主，其次为二氧化碳(CO 2)、氮气（N 2）等。
2.5.1 瓦斯含量的主要影响因素
瓦斯含量对于不同的地区变化较大，0.41～37.66 m 3／t 。纵观全国，瓦斯含量分布大略呈现出南高北低、东高西低。气含量最高者是华南、云贵川渝含气区及太行山东麓含气带，其次为晋陕蒙含气区，冀鲁豫皖含气区的东部；而黑吉辽含气区、北疆含气区及冀鲁豫皖含气区东部气含量都比较低。根据气含量的大小可分为高气含量（＞12m 3/t ）、较高（8～12 m 3/t ）、中（3～8m 3/t ）和低（＜3m 3/t ）四个级别。
由此可见，不同含气区煤层气含量差别较大，即便在同一含气区，甚至同一含气带煤层气含量差别也较大。煤层集生气层和储集层于一体，影响煤层气含量的因素很多，其影响因素可概括为：成煤和炭化过程中生成量的大小和瓦斯的保存或放散条件两方面。对于前者，煤的变质程度越高，生成的瓦斯量越多，主要因素为：成煤前有机物的含量，杂质的含量，炭化程度，固定碳含量，成煤年代等。在形成煤炭之前，有机物越多，杂质越少，生成的瓦斯量就越多；在成煤过程中，炭化程度越高，固定碳含量越多，瓦斯生成量就越大；含煤地层形成年代越早，瓦斯生成量就越大；反之，瓦斯含量就越少。但根据实验室的测定，煤炭含有沼气的能力，一般不超过60 m3/t。换言之，成煤过程生成的瓦斯，大部分都已转移到围岩或大气中去了。所以决定煤层实际瓦斯含量的因素，主要是瓦斯的保存或放散条件，成煤后的地质运动和地质构造，煤层的赋存条件，围岩性质等。现就其主要因素归纳如下。
（1）煤的变质程度
煤的变质程度越高，瓦斯生成量就越大，煤层瓦斯含量也越大。其不仅影响瓦斯生成量，而且对煤的结构、孔隙率和吸附性等有明显的影响，另外对贮存瓦斯的能力也有显著的影响。通常情况下，煤的变质程度越高，储存瓦斯的能力就越强。反之，煤的变质程度越低，储存瓦斯的能力就越弱。同一煤田的瓦斯含量，一般随变质程度的增加而有规律地增长。而不同煤田间的实际瓦斯含量与变质程度的关系，则没有一定的规律。所以计算瓦斯含量的经验公式，只适用于本煤田或类似的煤田。如六盘水含气区，煤变质程度普遍较高，因而气含量在整体上也都比较高，其龙潭组和长兴组的煤层气含量总体上随着煤变质程度增高而增大。
（2）煤层露头
如果煤层有或曾经有过露头，煤层长时间与大气相通，瓦斯含量就不会很大。反之，如果煤层没有通达地表的露头，瓦斯难以逸散，它的含量就较大。
（3）煤层的赋存深度及倾角
浅部煤层，特别是有露头存在时，煤层中瓦斯含量较少；而深部煤层特别是成煤过程埋藏较深时，煤层中瓦斯含量则较多。由于瓦斯沿煤层层面流动比垂直层面流动容易，所以在相同条件下，煤层的倾角越小，瓦斯含量越大。一般来说，煤层的瓦斯含量随着深度的增加或倾角的减少而逐渐增加。
（4）围岩性质
煤层围岩性质对煤层瓦斯含量影响很大。如果围岩为致密完整的低透气性岩层，特别是顶板围岩致密完整，如泥岩，完整的石灰岩，煤层中的瓦斯就容易保存下来；反之，瓦斯易逸散。例如，抚顺煤田的顶板为百余米厚的致密油母页岩和绿色页岩，大量瓦斯被保存来，成为世界闻名的高瓦斯煤田；而大同煤田尽管沉积年代早，炭化程度高，但是沼气含量比抚顺煤田小得多。因为大同煤层的顶板为孔隙发达的砂质页
煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告
云南省昭通市镇雄县大顺煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 云南方圆中正工贸有限公司 二〇一一年十一月
前言 瓦斯是煤矿的主要自然灾害之一，长期以来严重威胁着煤矿的安全生产和影响着矿井的经济效益。瓦斯赋存、瓦斯涌出及其防治技术的研究一直是我国煤矿，特别是高、突瓦斯矿井的研究课题。近几年来，少数低瓦斯矿井由于瓦斯规律不明，对突发的局部瓦斯异常涌出常疏于防范，连续发生重大瓦斯事故，给国家和人民的生命财产造成巨大损失；因此，瓦斯研究工作日益受到人们的重视。 大顺煤矿位于云南省昭通市镇雄县，C 5b、C 6 a煤层为大顺煤矿的开采煤层，C 5 b、 C 6a煤层的瓦斯基础参数缺乏。C 5 b、C 6 a煤层瓦斯参数的测定是否准确决定着大顺煤矿 今后的生产安全状况，决定着大顺煤矿各种通风安全设备和设施的投资是否合理，因此，为保证将来采掘工作面的安全生产，确定主采煤层的煤与瓦斯突出危险性、瓦斯的最终来源，找出大顺煤矿主采煤层的瓦斯赋存、运移和涌出规律，必须进行C 5 b、 C 6 a煤层瓦斯基础参数的测定与分析工作。 另外，大顺煤矿的煤层瓦斯基础参数和瓦斯涌出状况的测定，为进一步摸清该矿的原始瓦斯含量、瓦斯分布情况及突出危险性，同时也可为今后制定切实可行的瓦斯防治措施提供理论依据。 本报告首先叙述大顺煤矿的生产地质概况、然后在学习瓦斯有关理论的基础上， 针对大顺煤矿C 5b、C 6 a煤层的具体情况，把C 5 b、C 6 a煤层的瓦斯基础参数测定分为现场 瓦斯参数测定和实验室瓦斯参数测定两部分。本报告的主要内容包括以下几个部分：1）现场瓦斯参数测定及分析 （1）瓦斯压力；（2）瓦斯流量衰减系数；（3）煤层透气性系数 2）实验室瓦斯参数测定及分析 （1）煤质分析：工业分析、元素分析、真密度、视密度、孔隙度 （2）煤岩分析：分析煤样的破坏类型和各种煤体组成 （3）瓦斯吸附性常数a，b值的测定 （4）煤的坚固性系数f （5）放散初速度△P 3）分析了影响大顺煤矿瓦斯赋存的地质因素。 本项目于2011年10月起，在完成了C 5b、C 6 a煤层瓦斯的现场及实验室基础参数 测定、分析研究工作，现提出总结报告。在开展这一工作的过程中，大顺煤矿等单位的有关领导和工程技术人员给予了大力的支持与帮助，在此谨向他们致以诚挚的谢意。
煤层瓦斯参数测定设计
山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案 山东鼎安检测技术有限公司 二〇一五年一月
山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案 编写： 审核： 批准： 山东鼎安检测技术有限公司 二0一五年四月
煤层瓦斯基础参数测定项目一览表
一、概况 新河矿业自2000年9月开工建设，2003年建成开始联合试运转，2005年7月正式生产。原设计生产能力a， 2008年后，在对井底车场、主要水平大巷及主提升、通风等矿井主要生产系统进行了扩容与改造的同时，对新河、唐口矿井井田边界进行了优化调整，经山东省国土资源厅批准，将相邻的唐口矿井630采区划归新河矿井开采，目前-400m生产水平处于收尾阶段，-980m水平正在进行开拓准备。 唐口矿井630采区划归新河矿井后，结合现场开采情况，将采区分为530采区、630采区和730采区，为确定新增加采区煤层的瓦斯参数，在530胶带集中巷及轨道集中巷施工瓦斯钻孔对煤层的瓦斯参数进行测定。 二、地质及水文地质条件 （一）地层产状 工作面穿越永东闸向斜两翼，西部处在永东闸西向斜的西翼，受两向斜构造影响，地层产状变化较大，走向SE～NE～SE，倾向SW～SE～SW，倾角5～29°，平均10°左右。 （二）褶曲 根据矿井延深区三维地震勘探资料，延深区发育有两个褶曲，分别为永东闸向斜、永东闸西向斜，受其影响地层产状变化较大。其特征如下： 1、永东闸西向斜：位于延深区中部，永东闸以西。轴向NW，延展长度约，幅度约40m。该向斜两翼不对称，西翼倾角较陡可达30°，东翼相对较缓为11°。 2、永东闸向斜：位于延深区东部，永东闸北侧，T21-1孔以西。轴向不明显，北部为NNE、南部转为NW，延展长度约，幅度约30m，西翼倾角较缓，在5°左右。 （三）断层
DGC型瓦斯含量测定技术标准(探究)
DGC型瓦斯含量测定技术标准（探究） 1 范围 本标准基于自身公司经历及行业有关标准总结归纳，标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量、可解析瓦斯含量所采用的装置仪器、测定方法、测定过程和资料管理。 本标准适用于DGC型井下瓦斯含量测定装置对煤层瓦斯含量、可解析瓦斯含量的测定，开额应用与瓦斯涌出量预测、区域突出危险性预测、区域措施效果检验、预抽瓦斯效果评价及瓦斯地质图编制等。 本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。 2规范性引用文件 下列文件对本文件的应用时必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T23250-2009 煤层瓦斯含量井下直接测定方法 AQ 1026-2006 煤矿瓦斯抽采基本指标 3定义 DGC型装置 实验室结合井下使用的用于矿井采掘部署、开拓延伸设计、煤层瓦斯赋存规律研究、瓦斯涌出量预测、瓦斯抽采效果评价、煤层气资源评价、突出危险性区域预测等方面的煤层瓦斯含量测定的成套实验测定设备。 4测定工艺流程 DGC型瓦斯含量直接装置工艺流程可见图1。 5技术要求 采用DGC型瓦斯含量直接装置测定煤层瓦斯含量应符合《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》（GB/T23250-2009）的有关技术要求。 6其他要求 6.1 井下采样工作应由现场队组人员协助测定人员完成，瓦斯含量测定之前应采取临时支护措施，清理工作面浮煤。 6.2 工作面进行瓦斯含量测定时，所在工作面（独头巷以里或影响其安全出口的开路横川）不准从事扰动煤体作业（如：割煤、爆破等）。 6.3 工作面安全防护设施必须确保完好齐全，并能正常使用，否则工作面不准进行测定钻孔施工。 6.4 每取一个煤样均应由井下测定人员和现场施工负责人对施工过程进行监督，确保钻孔施工质量，施工完毕后由双方共同在采样原始记录表上签字确认，原始记录表应存档（采掘作业完毕后保存时间不少于一年）。 6.5 井下测定人员取样后应将原始采样记录填写在附录A中，并将取样和测定过程中发生的各种情况（如漏气、煤样混有夹矸、打钻异常等）详细记录于附录A的备注中。 6.6 地面实验室应由实验专用章，实验室测定人员应将煤样的实验过程和结果认真填写与附录B和附录C中并签字，实验结果报告附实验室测定数据记录表由通风科长和总工程师审查签字并盖章后建档永久保存。
xxx煤矿瓦斯含量测定报告单
xxxx瓦斯含量测定报告单 基本信息矿井名称 xxxxx煤矿 取样地点xxxx运输巷（135m位置）取样时间2017-7-27 煤样编号2017072701 井下大气压(kPa) 88.1 实验室大气压力(kPa) 87.8 井下环境温度(℃) 16 实验室环境温度(℃)17 煤样重量(g) 568.6 取样方式风排渣 煤样水份(%) 1.400 煤样自然含水量(%) 1.800 W1 测定打钻结束时间2017-7-27 10:05 取芯开始时间2017-7-27 10:22 取芯结束时间2017-7-27 10:45 解吸开始时间2017-7-27 10:52 煤的破坏类型Ⅴ量管初始体积0.0 30 分钟井下解吸量（ml） 时间解吸量时间解吸量时间解吸量时间解吸量 2500 2000 1500 1000 500 012345 解吸曲线：W=267.747t-697.688 R2=0.9762 x轴--时间 y轴=解吸量W 1 70 9 220 17 300 25 365 2 120 10 225 18 305 26 380 3 150 11 226 19 310 27 400 4 160 12 230 20 306 28 420 5 180 13 250 21 31 6 29 435 6 200 14 260 22 320 30 450 7 210 15 270 23 330 8 211 16 290 24 350 W2 测定井下测定瓦斯解吸量(ml) 450 实验室测定瓦斯解吸量428 W3 测定 第一份煤样瓦斯解吸量(ml) 374 第一份煤样重量105 第二份煤样瓦斯解吸量(ml) 374 第二份煤样重量105 备注钻孔类型：顺层，方位256 o，钻孔倾角+1o，取样深度50m； 实验结果 W1(m3/t) 0.8813 W2(m3/t) 0.7527 W3(m3/t) 1.4795 Wa(m3/t) 3.1135 Wc(m3/t) 1.6920 P(MPa) 0.1600 W(m3/t) 4.8055 井下测试人员xxxx 实验室测试人员xxxxx 井下测试时间2017-7-27 实验室测试时间2017-7-27 注：本实验报告单所测数据仅对来样负责。
煤层瓦斯含量直接测定方法
2 煤层瓦斯含量直接测定方法 2、1 国内外概况 直接测定煤层瓦斯含量方法最初就是由法国贝尔塔等人在1970年提出,主要用来估算井下水平钻孔煤芯的含气量。1973年美国矿业局将贝尔塔方法进行了改进,用于地面垂直钻井取芯的瓦斯含量测定,并规范采样操作过程。因此,该方法又称为美国矿业局直接法,并得到推广应用。 国内直接法测定煤层瓦斯含量技术方法沿用了美国矿业局直接法,采用了真空残余脱气方法(沈阳分院),但带来不可控的漏气误差。重庆分院研发人员在实验室内进行了1000多组不同粒径与吸附平衡压力的煤样瓦斯解吸规律实验,得到了煤样破坏类型与解吸特征,开发了DGC型瓦斯含量直接测定装置,见图1。但对含水煤样的瓦斯解吸规律缺乏深入的实验研究。 图1 重庆分院DGC型瓦斯含量直接测定装置
2010～2012年中国矿业大学在做淮南矿区瓦斯项目时,通过大量现场解吸实验,得到原始煤层水分条件下的钻孔煤屑瓦斯解吸2小时以内的规律,创立了全钻孔全煤芯取样解吸瓦斯实验技术,用于直接测定煤层瓦斯含量与瓦斯压力,见图2。 图2 中国矿业大学瓦斯含量直接测定装置与在线分析气体成分分析系统2、2测定方法 煤层瓦斯含量直接测定法依据国家标准GB/T 23250-2009 煤层瓦斯含量井下直接测定方法。直接、准确测定煤层瓦斯含量,用于矿井采掘部署、开拓延伸设计、煤层瓦斯赋存规律、瓦斯涌出量预测、瓦斯抽采效果评价、煤层气资源评价、突出危险性区域预测及区域验证等方面。 煤层瓦斯含量直接测定法中瓦斯含量由5部分组成:煤样损失瓦斯量X 、井 下解吸瓦斯量X 1、煤样粉碎前解吸瓦斯量X 2 、煤样粉碎后解吸瓦斯量X 3 、大气压 下不可解吸瓦斯量X 4 。 煤样损失瓦斯量为煤体暴露至装入煤样罐损失的解吸瓦斯量。 不可解吸瓦斯量为大气压下煤样粉碎后仍残存在煤体中的瓦斯量,常压下不可解,对突出没有贡献,也无法抽采利用。
推荐-3号煤层瓦斯基础参数测定报告 精品
山西煤炭运销集团野川煤业有限公司 3号煤层瓦斯基础参数测定报告 山西省煤炭工业局综合测试中心 二零一零年八月
报告名称：山西煤炭运销集团野川煤业有限公司3号煤层瓦斯参数测定报告完成单位：山西省煤炭工业局综合测试中心 报告撰写：许江涛工程师 技术审查：赵长春高级工程师 王飞高级工程师 形式审查：贾军萍高级工程师
目录
前言 山西煤炭运销集团野川煤业有限公司高平市西北15km处的野川镇境内，行政区划隶属高平市野川镇管辖。地理坐标为东经112°46′51〞～112°51′00″，北纬35°49′51〞～35°48′24″。 山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发[20XX]44号文件，《关于晋城市高平市煤矿企业兼并重组整合方案的批复》将山西高平乔家沟煤业有限公司、山西高平北杨煤业有限公司（已关闭）、山西高平红岩沟煤业有限公司（已关闭）、山西高平窑沟煤业有限公司（已关闭）、山西高平柳树底煤矿等五处煤矿及部分空白资源重组成为：山西省煤炭运销集团野川煤业有限公司，井田面积11.0132km2，批准开采3-15号煤层，组合后矿井生产能力提高到90万吨/年。 为探明该矿煤层瓦斯赋存规律以及为将来瓦斯治理提供依据，20XX年5月山西煤炭运销集团野川煤业有限公司委托山西省煤炭工业局综合测试中心对该矿3号煤层瓦斯基础参数进行测定。 在预测过程中，有关项目人员通过井下打钻、取样，实验室分析并严格对照AQ1018-20XX《矿井瓦斯涌出量预测方法》、《煤矿安全规程》（20XX版）和《煤层气测定方法》等相关标准和规范要求，在对周边矿井进行了大量调研的基础上，对该矿井瓦斯涌出情况进行了认真的预测，并提出预测结果。 此次工作得到了矿方相关领导及技术人员的大力支持，在此深表感谢!
瓦斯含量测定报告单
瓦斯含量测定记录表 基本信息矿井名称晴隆县中营镇仁禾煤矿 取样地点10403运输巷取样时间2014-4-16 煤样编号10403运输巷掘进面 井下大气压(kPa) 79 实验室大气压力(kPa) 81 井下环境温度(℃) 16 实验室环境温度(℃)17 煤样重量(g) 568.6 取样方式水排渣 煤样水份(%) 1.400 煤样自然含水量(%) 1.800 W1 测定打钻结束时间2014-4-16 10:05 取芯开始时间2014-4-16 10:22 取芯结束时间2014-4-16 10:45 解吸开始时间2014-4-16 10:52 煤的破坏类型Ⅴ量管初始体积0.0 30 分钟井下解吸量（ml） 时间解吸量时间解吸量时间解吸量时间解吸量 2500 2000 1500 1000 500 012345 解吸曲线：W=267.747t-697.688 R2=0.9762 x轴--时间 y轴=解吸量W 1 70 9 220 17 300 25 365 2 120 10 225 18 305 26 380 3 150 11 226 19 310 27 400 4 160 12 230 20 306 28 420 5 180 13 250 21 31 6 29 435 6 200 14 260 22 320 30 450 7 210 15 270 23 330 8 211 16 290 24 350 W2 测定井下测定瓦斯解吸量(ml) 450 实验室测定瓦斯解吸量428 W3 测定 第一份煤样瓦斯解吸量(ml) 374 第一份煤样重量105 第二份煤样瓦斯解吸量(ml) 374 第二份煤样重量105 备注钻孔类型：顺层，方位91 o，钻孔倾角00o，取样深度30m； 实验结果 W1(m3/t) 0.7913 W2(m3/t) 0.7527 W3(m3/t) 3.5695 Wa(m3/t) 5.1135 Wc(m3/t) 3.692 P(MPa) 0.4600 W(m3/t) 8.8055 井下测试人员实验室测试人员 井下测试时间2014-4-16 实验室测试时间2014-4-16
煤层瓦斯基本参数测定方案
煤层瓦斯基本参数测定方案
煤层瓦斯基本参数测定方案 二零一三年八月
目录 1 煤层瓦斯压力测定 (1) 1.1 测压操作步骤 (2) 1.2 瓦斯压力测定结果 (3) 2 煤层瓦斯含量测定 (3) 2.1 测定方法及过程 (4) 2.2 煤层瓦斯含量测定结果 (5) 3 煤层透气性系数测定 (7) 3.1 测定原理 (7) 3.2 测定方法 (9) 3.3煤层透气性系数计算结果 (10) 4 钻孔瓦斯流量衰减系数的测定 (10) 4.1 测定原理 (11) 4.2 测定方法 (12) 5 煤的破坏类型测定 (13) 6 煤的坚固性系数测定 (13) 6.1 仪器设备 (13) 6.2 煤样制取 (14) 6.3 测定步骤 (14) 6.4 数据计算 (14) 7 瓦斯放散初速度测定 (15)
7.1 仪器设备 (15) 7.2 煤样制取 (15) 7.3 测定步骤 (15) 7.4 数据计算 (16) 8 煤层瓦斯吸附常数测定 (16) 8.1 煤样制取 (17) 8.2 测定步骤 (17) 8.3 试验结果输出 (19) 9 煤层瓦斯钻屑指标测定 (20) 9.1 钻屑量测定 (20) 9.2 钻屑瓦斯解吸指标测定 (20)
煤层瓦斯基本参数的测定主要包括煤层瓦斯压力、含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的破坏类型、坚固性系数、放散初速度、瓦斯吸附常数、煤层瓦斯钻屑指标、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采参数的测定。煤层瓦斯基本参数的测定，可以为矿井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基础参数支持，同时可以指导瓦斯管理，采取有效的瓦斯治理安全技术措施，合理使用煤矿瓦斯治理的资源，减少瓦斯管理及治理费用的浪费，确保煤矿的安全生产。 1 煤层瓦斯压力测定 煤层瓦斯压力测定的钻孔布置在岩石巷道内，均为穿层钻孔，封孔方式和测压方法严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/T 1047-2007）的有关规定。采用注浆封孔测压法，封孔材料为水泥浆加速凝剂、膨胀剂等，利用压风将密封罐内的水泥浆注入钻孔内，测压方式为被动测压法，即钻孔封孔完成后，等待被测煤层瓦斯的自然渗透达到瓦斯压力平衡后，测定煤层瓦斯压力。 首先在距被测煤层一定距离的岩巷内打孔，孔径一般取直径φ75mm以上，钻孔最好垂直煤层布置，成孔后在孔内安设测压管，然后对钻孔进行封孔（>10m）；封孔后，安设压力表开始测压。前两个小时每30分钟记一次压力指示值，测压的前三天，需要每天记录一次压力表的指示值；以后每隔两天记录一次压力表的指示值。当压力表的压力指示值连续四天没有变化时，其压力即为煤层原始瓦斯压力，压力测定结束，即可进行煤层透气性系数测定。封孔方式采用水泥砂浆封孔，穿层钻孔的封孔方式示意图如图1所示：
关于煤矿瓦斯的几个参数
关于煤矿瓦斯的几个参数 1、瓦斯压力： 煤层瓦斯压力是指煤层孔隙中所含游离瓦斯呈现的压力，即瓦斯作用于孔隙壁的压力。煤层瓦斯压力是瓦斯涌出和突出的动力，也是煤层瓦斯含量多少的标志。 煤层孔隙内气体分子自由热运动撞击所产生的作用力; 在一个点上力的各向大小相等，方向与孔隙的壁垂直。 瓦斯压力的测定：瓦斯压力测定方法是:自井下巷道内打钻进入煤层，在钻孔中，密封一根刚性导气管，实测管内稳定的气压，即为瓦斯压力。煤层瓦斯压力大小受多种地质因素的影响，变化较大。在一个井田内的同一地质单元里，甲烷带的瓦斯压力通常随深度的增加而增大。煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量和煤层瓦斯动力学特征的基本参数。 2、煤的坚固性系数： 煤的坚固性系数时指煤块抵抗破坏能力的综合指标。 岩石分级： 根据岩石的坚固性系数(f)，可把岩石(煤为岩石的一类)分成10级（表3-1），等级越高的岩石越容易破碎。为了方便使用又在第Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ级的中间加了半级。考虑到生产中不会大量遇到抗压强度大于200MPa的岩石，故把凡是抗压强度大于200MPa的岩石都归入Ⅰ级。
由于岩石的坚固性区别于岩石的强度，强度值必定与某种变形方式（单轴压缩、拉伸、剪切）相联系，而坚固性反映的是岩石在几种变形方式的组合作用下抵抗破坏的能力。因为在钻掘施工中往往不是
征的是岩石抵抗破碎的相对值。因为岩石的抗压能力最强，故把岩石 为致密粘土的抗压强度为10MPa。岩石坚固性系数的计算公式简洁明了，f值可用于预计岩石抵抗破碎的能力及其钻掘以后的稳定性）。 岩石极限压碎强度（坚固系数）=0.1×岩石饱和抗压强度÷软化系数[1] 3、煤的瓦斯放散初速度：单位mL/S 煤的瓦斯放散初速度指标是煤自身的煤质指标之一，表征了煤的微观结构。它不仅反映了煤的放散瓦斯能力，还反映出瓦斯渗透和流动的规律，在突出区域预测中起着重要的作用。 煤的这种放散瓦斯的能力大小与突出的发生有直接关系。我国一直采用瓦斯放散初速度指标△P来对煤的这种能力进行评价，并结合煤的坚固性系数，，形成新的综合指标K=△P／f。其中f是煤的坚固性系数。 当煤的放散初速度大于10时，煤层有突出危险。 4、煤的破坏类型： 是指煤在构造应力作用下，煤层发生碎裂和揉皱的程度，即按照煤被破碎的程度划分的类型。中国采煤界为预测和预防煤与瓦斯突
煤层瓦斯基本参数测定方案
煤层瓦斯基本参数测定方案 二零一三年八月
目录 1煤层瓦斯压力测定 (1) 1.1测压操作步骤 (2) 1.2瓦斯压力测定结果 (2) 2煤层瓦斯含量测定 (3) 2.1 测定方法及过程 (3) 2.2煤层瓦斯含量测定结果 (4) 3煤层透气性系数测定 (6) 3.1测定原理 (6) 3.2测定方法 (7) 3.3煤层透气性系数计算结果 (8) 4钻孔瓦斯流量衰减系数的测定 (8) 4.1测定原理 (8) 4.2测定方法 (9) 5煤的破坏类型测定 (10) 6煤的坚固性系数测定 (10) 6.1仪器设备 (10) 6.2煤样制取 (10) 6.3测定步骤 (11) 6.4数据计算 (11) 7瓦斯放散初速度测定 (12) 7.1仪器设备 (12) 7.2煤样制取 (12) 7.3测定步骤 (12) 7.4数据计算 (13) 8煤层瓦斯吸附常数测定 (13) 8.1煤样制取 (14) 8.2测定步骤 (14) 8.3试验结果输出 (16) 9煤层瓦斯钻屑指标测定 (16)
9.1钻屑量测定 (16) 9.2钻屑瓦斯解吸指标测定 (16)
煤层瓦斯基本参数的测定主要包括煤层瓦斯压力、含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的破坏类型、坚固性系数、放散初速度、瓦斯吸附常数、煤层瓦斯钻屑指标、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采参数的测定。煤层瓦斯基本参数的测定，可以为矿井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基础参数支持，同时可以指导瓦斯管理，采取有效的瓦斯治理安全技术措施，合理使用煤矿瓦斯治理的资源，减少瓦斯管理及治理费用的浪费，确保煤矿的安全生产。 1煤层瓦斯压力测定 煤层瓦斯压力测定的钻孔布置在岩石巷道内，均为穿层钻孔，封孔方式和测压方法严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T 1047-2007) 的有关规定。采用注浆封孔测压法，封孔材料为水泥浆加速凝剂、膨胀剂等，利用压风将密封罐内的水泥浆注入钻孔内，测压方式为被动测压法，即钻孔封孔完成后，等待被测煤层瓦斯的自然渗透达到瓦斯压力平衡后，测定煤层瓦斯压力。 首先在距被测煤层一定距离的岩巷内打孔，孔径一般取直径? 75mm以上，钻孔最好垂直煤层布置，成孔后在孔内安设测压管，然后对钻孔进行封孔(>10n)；封孔后，安设压力表开始测压。前两个小时每30分钟记一次压力指示值，测压 的前三天，需要每天记录一次压力表的指示值；以后每隔两天记录一次压力表的指示值。当压力表的压力指示值连续四天没有变化时，其压力即为煤层原始瓦斯压力，压力测定结束，即可进行煤层透气性系数测定。封孔方式采用水泥砂浆封 孔，穿层钻孔的封孔方式示意图如图1所示: 9 5 4 3 2 1 10 6 7 一 U4 F向上向孔
测定瓦斯含量概述
瓦斯含量概述： 煤层可解吸瓦斯含量（Wa）是指单位质量的煤在标准状况下直接测定和计算出的煤层自然解吸瓦斯含量，不包括常压吸附瓦斯含量（即不包括“常压吸附残存量”），单位为m3/t，其表达基准为原煤基。 瓦斯含量（W）包括煤层可解吸瓦斯含量（Wa）和常压吸附瓦斯含量（Wc）。 煤层可解吸瓦斯含量的直接快速测定法为快速测定煤层可解吸瓦斯含量提供一种有效的方法，直接快速地测定和计算出煤层可解吸瓦斯含量，为矿井瓦斯治理提供准确的依据。可用于煤层突出危险性工作面及区域预测、预抽瓦斯效果评价以及矿井煤层瓦斯涌出量预测等。 煤层瓦斯含量直接测定法中可解吸瓦斯含量（Wa）的值包括“损失量瓦斯含量”（W1）、“常压解吸瓦斯含量”（W2）和“粉碎解吸瓦斯含量”（W3）。 损失量瓦斯含量（W1）值概述： ）是指单位质量的煤芯从原始位置开始脱离煤体到被“损失瓦斯含量”（W 1 装入煤样筒之前这段时间内，在钻孔和巷道中所解吸出的瓦斯量换算为标况下的体积，该损失瓦斯含量需通过瓦斯解吸规律推算。其推算方法为：通过记录煤芯从钻孔煤层深部取出到封入煤样筒中的时间，结合在井下及时测量煤样筒中煤芯的瓦斯解吸速度及瓦斯解吸量，来推算煤芯封入煤样筒之前的损失瓦斯含量。常压解吸瓦斯含量（W2）值概述： ）是指单位质量的煤芯从装入煤样筒开始到被粉碎“常压解吸瓦斯含量（W 2 之前，所解吸出的瓦斯含量换算为标况下的体积。其测定方法为：将煤样筒带到地面实验室后，测量从煤样筒中的煤芯泻出瓦斯量，与井下测得的瓦斯解吸量一起计算出煤芯瓦斯解吸量。 粉碎解吸瓦斯含量（W3）值概述： “粉碎解吸瓦斯含量”（W3）是指在常压下单位质量的煤芯在粉碎过程中和粉碎后一段时间内所解吸出的瓦斯量换算为标况下的体积。其计算方法为：称取
瓦斯参数测定报告总结
山西临县华烨煤业有限公司 瓦斯参数 测 定 报 告 2014年12月23日
2
瓦斯参数测定报告 根据山西省煤矿矿井瓦斯参数测定通知要求，现将我矿井瓦斯参数测 定报告汇报如下： 一、矿井概况及安全实施建设情况 1、山西临县华烨煤业有限公司位于山西临县城南约50km处，行政区划分属临县高家山乡。批准开采煤层为2#、4#、5#、8#、9#煤层，现开掘煤层为2#、4#煤层。井田面积为6.971km2,其地理坐标为东经110°52′11″---110°54′27″，北纬37o38′05″--37o40′07″该矿属于机械化升级改造基建矿井，设计生产能力120万吨/年。4#煤层厚度平均为1.73m，煤层稳定，为简单的单斜构造，全区可采。 2、山西省临县华烨煤业有限公司现为基建矿井，采矿许可证号为C1400002010011220054001，有效期：2012年11月19日至2042年11月19日。营业执照注册号为：140000210046964，矿长姓名：杨恩伟，矿长资格证注册号为：MK130800716，有效期：2013年5月至2016年5月。矿长安全资格证注册号为:09014010800298。 3、开拓系统 矿井采用斜立井开拓方式 主斜井、副立井进风立井。主斜井倾角23o，井筒净宽4.50m，斜长804m,净断面14.2m2。担负矿井原煤提升以及通风任务，已装备DTC100/2×280型钢绳芯深槽皮带输送机，JK2.0×1.5型单滚筒检修绞车已安装，为矿井的一个安全出口。 副立井为进风立井，井筒净直径5.0m，垂深267.5m，净断面19.63m2， 已安装2JK2.5×1.5双滚筒绞车，担负辅助运输、提人以及通风任务。梯 1
瓦斯基础参数测定
1.煤层基础参数现场测定实验方案 1.1煤层瓦斯压力 1.1.1测试原理 直接测定法是用钻机由岩层巷道或煤层巷道向预定测量瓦斯地点打一钻孔，然后在钻孔中放置测压装置、再将钻孔严密封闭堵塞并将压力表和测压装置相连来测出瓦斯压力。如果在测定中能保证钻孔封闭严密不漏气，则压力表显示的数值即为测点的实际瓦斯压力，直接测定法的关键是封闭钻孔的质量。根据封孔原理的不同，一般将封孔方法分为被动式与主动式。 本次采用主动式封孔技术。主动式封孔测压其基本原理是：固体封液体、液体封气体，即采用液体作为封孔介质，以解决固体物不能严密封闭钻孔周边裂隙孔道的困难，并保持封孔液体的压力在测定过程中始终大于瓦斯压力，粘液在压力作用下渗入钻孔周边裂隙，杜绝瓦斯的泄漏；为了维持封孔液体的压力和防止液体向钻孔内渗透，在封孔液体段的两端用固体封闭钻孔，形成用固体封液体、用液体封气体的封孔系统。实践表明：在石灰岩、砂岩和页岩岩层的钻孔中，均能严密封闭钻孔，准确测得煤层的瓦斯压力。经过几十年的发展，目前主动式瓦斯测压封孔装置主要有：普通胶圈－压力粘液封孔测压仪、可变形胶圈－压力粘液封孔测压仪、胶囊－压力粘液封孔测压仪、胶圈（囊）－三相泡沫密封液测压仪等。 MWYZ系列化主动式煤层瓦斯压力测定仪主要由钢丝胶囊、护管和连接罐、尼龙压力管（瓦斯管、胶囊液管和压力粘液管）、储能罐和压力粘液罐、手动试压泵、粘液封孔材料以及测压仪表等配件组成。 1.1.2测定仪器 测试仪器选用华北科技学院研发的MWYZ－IV型和MWYZ－III型主动式煤层瓦斯压力测定仪各一套。具体技术参数如表1.1所示。 表1.1 测压仪参数表
1.1.3测点布置 为了最大限度反应原始状态下的瓦斯压力，选择测压地点时可参考以下原则：1）目标煤层周围无采空区，尽量选取在最近几年新开拓的岩石巷道； 2）瓦斯压力测量地点一般选择在岩石比较完整，周边地质结构单一的岩巷中进行；测压钻孔及其见煤点应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围，测压煤层周围岩石致密完整、无破碎带； 3）煤层50m范围内无断层和大的裂隙；岩层无淋水，岩柱（垂高）至少大于10m； 4）同一地点测压应打两个测压钻孔，钻孔口距离应在其相互影响范围外，其见煤点的距离除石门测压外应不小于20 m。瓦斯压力测量结果以压力较大的一个为准； 5）选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度。一般的岩巷打钻，钻孔深度不宜小于10m； 6）应尽可能地选择施工仰角测压孔，避免俯角和水平钻孔，同一地点测压应打两个测压钻孔； 7）如果选取顺煤层施工测压孔，钻孔长度不小于40m，选取构造简单有利于施工的最新开掘的煤巷。 1.1.4测试步骤及方法 具体测试过程如下： 1）钻机队在指定地点打钻，钻头采用直径为75mm，记录见煤时间后，继续钻进，同时测压技术人员准备瓦斯压力测定设备，配置压力粘液和乳化液，同时连接部分管线，准备测压仪安装工具； 2）煤层钻进3.8m停止钻进，退出钻杆，准备安装测压仪，记录钻孔具体参数见表1.2； 表1.2 钻孔参数表
煤层瓦斯含量井下直接测定方法
煤层瓦斯含量井下直接测定方法 1、范围 本标准规定了井下直接测定煤层瓦斯含量的采样方法、解吸瓦斯量测定方法、损失瓦斯量补偿方法、残存瓦斯量测定方法及煤层瓦斯含量的计算方法。 本标准适用于煤矿井下利用解吸法直接测定煤层瓦斯含量。 本标准不适用于严重漏水钻孔、瓦斯喷出钻孔及岩芯瓦斯含量测定。 2、仪器设备 a)煤样罐：罐内径大于60mm，容积足够装煤样400g 以上，在1.5MPa 气压下保持气密性； b)瓦斯解吸速度测定仪（简称解吸仪，如图1 所示）：量管有效体积不小于800cm3，最小刻度2 cm3； c)空盒气压计：(80～106)Kpa，分度值0.1kPa； d)秒表； e)穿刺针头或阀门； f)温度计：(-30～50)℃； g)真空脱气装置或常压自然解吸测定装置； h)球磨机或粉碎机； i)气相色谱仪:符合GB/T 13610 要求； j)天秤：秤量不小于1000g，感量不大于1g； k)超级恒温器，最高工作温度(95～100)℃。
3、采样 1）采样前准备 （1）所有用于取样的煤样罐在使用前必须进行气密性检测；气密性检测可通过向煤样罐内注空气至 表压1.5MPa 以上，关闭后搁置12h，压力不降方可使用。禁止在丝扣及胶垫上涂润滑油。（2）解吸仪在使用之前，将量管内灌满水，关闭底塞并倒置过来（见图1），放置10min 量管内水 面不动为合格。 2）煤样采集 （1）采样钻孔布置 同一地点至少应布置两个取样钻孔，间距不小于5m。 （2）采样方式 在未经过瓦斯抽采的石门、岩石巷道或新暴露的采掘工作面向煤层打钻，用煤芯采取器（简称煤芯 管）采集煤芯或定点取样采集煤屑，采集煤芯时一次取芯长度应不小于0.4m。 （3）采样深度 采样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：在采掘工作面取样时，采样深度 应根据采掘工作面的暴露时间来确定，但不得小于12m；在石门或岩石巷道采样时，距煤层的垂直距离 应视岩性而定，但不得小于5m。测定残余瓦斯含量时,取样不受此限制。 （4）采样时间
瓦斯排放半径测定报告
湖南资江煤业集团有限公司 Ⅲ、Ⅳ、（Ⅴ）煤层排放半径 测定报告 编制：通防部 编制日期：2017年8月10日
湖南资江煤业集团有限公司 Ⅲ、Ⅳ、（Ⅴ）煤层排放半径 测定报告 编制： 通防部： 技术部： 通防队： 通防副总： 总工程师： 总经理：
湖南资江煤业集团有限公司 Ⅲ、Ⅳ、（Ⅴ）煤层排放半径测定技术方案 目前，煤巷掘进工作面防治煤与瓦斯突出措施有：大直径钻孔、超前钻孔、松动爆破、前探支架、水力冲孔等措施。其中以超前钻孔防突措施工艺最简单，对工人无特殊技术要求，工人易于接受，且无需专用设备，成本低。因此，这种防突措施在现场得到了广泛采用。资江矿严格执行“四位一体”防突措施，采用φ75 mm的超前排放钻孔，超前钻孔有效排放半径待确定。为了测定矿井Ⅲ、Ⅳ煤层煤层瓦斯排放半径参数。特编制Ⅲ、Ⅳ煤层排放半径测定技术方案，具体测定方案如下。 一、现行测定瓦斯排放钻孔有效排放半径方法 目前，超前瓦斯排放钻孔有效排放半径的常用测定方法有：①瓦斯压力降低法；②钻孔瓦斯流量法；③钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法。 由于钻孔瓦斯压力法和测量钻孔瓦斯涌出量法工程量大，工艺复杂繁琐，存在下列缺点： （1）在软分层中布置测量孔，在打钻过程中，软分层中的瓦斯就会得到一定的排放（测量孔也有排放作用），破坏了煤层原始条件。再在测量孔旁边处打排放孔，实际上是在测量孔排放瓦斯后，测定排放孔的有效排放半径，由此测出的结果与实际情况偏差较大。 （2）在软分层中封孔困难，封孔很难达到理想效果，因而测出的瓦斯涌出量不准。测定瓦斯压力对封孔要求更高，在煤层中（特别
是在软分层中）测定瓦斯压力非常困难。 （3）测定时所需设备和人员多，多个测量孔都需同时测量观察，整个测定过程时间较长，费工费时，测定费用高。鉴于上述情况本次测定方案采取钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法对煤层半径进行测定。 二、瓦斯排放半径测定 1、测点布置 分别在3537机巷和3742切眼上山布置测试钻孔，钻孔布置的煤层必须赋存比较稳定，且未采取过任何防突措施的位置布置测点测定瓦斯排放半径。具体由通防部安排人员在现场确定。 2、测定所需设备、材料 (1)测定钻屑量时用编织袋、弹簧秤，测定S值； (2)WTC瓦斯突出参数测定仪2台，机械秒表2块，用于测定K1值； (3)施工一个孔径42mm的预测孔所需钻机、钻杆(10m)、钻头；施工一个孔径75mm的超前排放钻孔所需风煤钻机、钻杆(10m)、钻头。 3、测定方法 采用每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法确定排放半径。 (1)在布置好的测点煤层软分层中先打一个考察钻孔(孔1)，测量每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标，并填入附表2，钻孔深10m，钻孔直径为42mm。 (2)测试结束后，将钻孔扩大到排放钻孔的设计直径(75mm)，进行扩孔排放(空眼排放)。
瓦斯参数测定规范
钻屑瓦斯解吸指标K1值及钻屑量测定操作规范 一、测定原理02612186725581772686 利用WTC钻屑瓦斯解吸指标K1和钻屑量指标S max预测工作面突出危险性。在工作面用手持式气动钻机配8~10m的麻花钻杆向煤层打Φ42mm的钻孔，根据钻孔过程中每米排出钻屑量的多少以及排出钻屑的瓦斯解吸指标的大小预测工作面前方钻孔范围内的突出危险性。 二、准备工作 1、在测定前施工队组要提前准备好钻头为Ф42mm的手持式风动钻机一台、配套麻花钻杆10～12m，以及测量角度所用的罗盘、坡度规等器具。 2、测定人员要提前将仪器充好电，保证测定时仪器电量充足。 3、入井前要认真检查仪器是否正常（开启后可进入测定页面表明仪器可正常使用），然后将煤样瓶盖拧紧后将煤样瓶浸入水中，检查煤样瓶及连接胶管是否漏气，确保仪器及各部件能正常使用。 4、测定前要通知相关掘进队组安排人员配合打钻作业。 三、钻孔施工要求 1、所有预测（检验）钻孔都应布置在工作面最软分层煤中，并尽量保证预测（检验）钻孔始终在该软分层中钻进，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，预测（检验）孔的深度为8～10m。 2、工作面布置有措施孔时，检验钻孔应位于距措施孔尽可能远的位置，用于检验措施效果。 1
三、操作方法 1、测定前要再次检查仪器显示是否正常，是否有漏气现象，否则应及时更换仪器。 2、对煤层平巷、煤层上山、煤层下山、回采工作面进行煤与瓦斯突出预测或防突措施效果检验时，各钻孔从孔深3m 段起，每隔1m 或2m 取一个煤样测定钻屑瓦斯解吸指标K1或△h2；要求各钻孔取样深度错开，也即：若第一个钻孔取样孔深为3m、4m、6m、8m、10m，第二个钻孔应为3m、5m、7m、9m、10m，第三个钻孔取样孔深同第一个钻孔。 3、向工作面前方煤层打钻孔时，用塑料桶或编织袋收集每钻进1m钻孔排出的钻屑，并用测力计测量其重量；钻进至指定位置时，用Ф1～3mm的筛子在孔口接煤粉，接煤粉的同时启动秒表计时；煤样筛分后迅速装入煤样瓶中，并用筛子刮平，使装入煤样体积和煤样瓶体积一致，然后拧紧罐盖，松开盖上阀门；当秒表计时时间到达预2
2015年度矿井瓦斯涌出量测定报告
报告编号 省（区、市）市（县） 瓦斯涌出量测定报告 (2015年度) 矿井名称： 鉴定机构（公章）： 测定单位负责人（签字）： 测定负责人（签字）： 测定审批人（签字）： 报告审批人（签字）： 编制日期： 2015 年 9 月 2 日
附件1 报告编号 省（区、市）市（县） 瓦斯涌出量测定报告 矿井名称： 鉴定年度： 2015年 鉴定单位： 编制日期： 2015 年 9 月 2 日
矿井2015度瓦斯涌出量测定人员表
目录 一、矿井概况 (1) 1、矿井基本情况 (1) 2、矿井生产能力，测定月采掘布局，煤层自燃发火期、爆炸指数、瓦斯含量等基本 情况 (1) 3、矿井通风系统 (2) 4、矿井抽采系统 (3) 5、安全监控系统 (3) 6、防火系统 (4) 7、防尘系统 (5) 二、矿井“一通三防”灾害情况 (6) 三、瓦斯测定测定及工作安排 (6) 1、瓦斯测定组织机构 (6) 2、瓦斯测定时间 (6) 3、瓦斯测定测点布置 (6) 4、瓦斯涌出量测定人员分工 (9) 5、瓦斯测定仪器仪表使用安排 (10) 6、瓦斯测定期间工作情况 (11) 四、矿井瓦斯涌出量测定结果 (12) 五、鉴定结论 (13) 六、瓦斯来源分析及预测 (13) 七、煤层自燃倾向性及煤层爆炸危险性测定 (14) 八、矿井“一通三防”工作存在的问题及瓦斯治理需解决问题 (15) 九、报告附表、附图 (15)
####煤矿 2015年度矿井瓦斯涌出量测定报告 一、矿井概况 1、矿井基本情况 ####煤矿位于---- 境内，井田中心距----38km。矿井东西长10～12km，南北宽3.0～3.5km，面积为32.6108km2。矿井地质储量85578万吨，可采储量43164.6万吨。区内含煤30层，可采煤层12层，主要煤种为气煤和1/3焦煤，是优质的化工、动力和炼焦用煤。本井田可采煤层以中厚煤层为主，煤层赋存稳定或较稳定。一水平主采11-2、13-1煤层，全井田平均厚度分别为1.59m 和3.81m。 本矿井设计有主井、副井、矸石井和回风井共4个立井井筒，均布置在工业广场内。矿井采用立井多水平开拓。井底车场位于-962m水平。 矿井于2009年6月16日破土动工。2012年7月30日取得矿瓦斯等级鉴定临时资质。2015年7月2日开始联合试运转。 2、矿井生产能力，测定月采掘布局，煤层自燃发火期、爆炸指数、瓦斯含量等基本情况 矿井生产能力： 矿井可采储量40652.7万吨，矿井设计生产能力400万吨，服务年限72.6a。测定月采掘布局： 矿井测定月内有1个回采工作面、1个半煤岩巷掘进工作面， 7个岩巷掘进工作面，其它：4个正常通风停止作业掘进工作面、1个工作面系统。具体为： 回采工作面：11501工作面；
道清煤层瓦斯参数测定方案
1 矿井概况 1.1 位置与交通 道清煤矿位于白山市八道江区六道江镇境内。井口位于白山市区西南14km，其地理坐标为：北纬41°50'，东经126°16'。矿区北部边缘有国铁鸭大线，道清煤矿距道清车站0.1 km，可通往全国各地；此外，还有通化—白山南北公路横贯井田，交通极为便利，地理位 图1-1 井田交通位置图 1.2 地形地貌、河流及气象 本矿区处于老岭山系、浑江南岸的丘陵地带，海拔标高+430m～+630m，系浑江冲积而成。井田北侧是剥蚀作用形成的陡峭低山。 矿区内共有大小河流6条，由于受横向水流侵蚀切割，形成许多垂直于浑江的横向沟谷，如西小河、下甸子小河、东小河及大、小横道河等，各沟谷成为良好的泄水条件。区内的主要水系是浑江，为长年河流，于矿区北侧流过，与道清煤矿相距约300m左右。它发源于龙岗山脉，成北东南西向，经砟子、道清、通化等地流入鸭绿江，流经本地长度均为4000 m。在本区其河床宽为50～150m，流量随季节在0.63～1000m3/s之间变化，最高
洪水位标高+440.20m（1995年实测），浑江主要补给来源是大气降水及山区地下径流。 本区夏季多雨，平均气温+22℃，最高气温+35℃。冬季寒冷多雪，平均-12℃～-26℃，最低气温-36℃，全年平均气温3.7℃。 区内没有发生过有级地震。 1.3 矿井地质与煤层赋存 1.3.1 地层及地质构造 ⑴地层 矿区及附近以古生代地层广为发育，部分中生代地层覆于其上，第四纪残积层、坡积层及河谷冲积层以不整合关系覆于中生界、古生界地层之上。含煤系及其上下地层由老而新为石炭系中统、石炭二迭系、二迭系上统及第四系。 ⑵区域地质构造 道清矿区位于中朝古陆东西向沉降带（燕辽沉降带）的东部，此区称浑江复向斜。向斜轴向北东，为一向东倾没的复式向斜构造。由于受造山运动的影响加剧了褶曲幅度，使矿区南翼煤层直立或倒转。另外，区内断裂构造发育，基本向南倾，矿区内呈现迭瓦式构造。根据吉林省煤田地质勘探公司一○二队六道江勘探区详查地质报告资料，有一北西向R7号断层，向北东倾斜，落差达400m以上，为井口本部东侧之自然境界。 矿区内F3号断层以南，煤系地层中岩浆活动强烈，其岩性为闪长玢岩，侵入时期为燕山运动后期，侵入形式以岩床为主，并有岩墙出现。 ⑶矿井地质构造 道清煤矿位于铁厂至八道江向斜的中部，本部区位于该矿区北部（包括下甸子向斜和炮台山背斜大部分）。 ①褶曲 井口本部区属于一不对称向斜构造，南翼（F3号断层下盘）陡以至于直立、倒转，北翼地层较缓，约35°，其向斜轴为北东至近北东东向，向东倾伏，倾伏角30°左右，轴标高由+475m～-800m。 F3～F2号断层间，为原道清沟向斜F2号断层以北部分，该向斜为一不对称向斜构造，其向斜轴为北东至东西向，向东倾伏，倾伏角10°左右，轴标高由+80m～±0m。
-221采区瓦斯参数测定报告
四川达竹煤电集团公司铁山南煤矿 -221采区煤层瓦斯参数测定报告 编制人： 总工程师： 测定时间：2015.12 编制时间：2016.3
铁山南煤矿-221采区瓦斯参数测定报告 工作完成日期：二0一五年十二月 提交报告日期：二0一六年三月
摘要： 矿井瓦斯是煤炭形成过程中的伴生物，是煤矿的主要灾害之一，在矿井开采过程中瓦斯随煤、岩体的暴露而涌入矿井巷道中。矿井瓦斯的主要危害表现在瓦斯（煤尘）爆炸、煤与瓦斯突出和造成人员窒息死亡。为了防治瓦斯危害发生，更好的采取有效治理措施，必须掌握矿井煤层中瓦斯赋存情况与其具体参数特征。煤层瓦斯参数测定研究的主要目的就在于此。本研究通过对煤样进行工业分析、对煤体进行打钻孔测定瓦斯压力和K1值等参数，测算出矿井各煤层瓦斯含量、瓦斯含量梯度和瓦斯压力梯度，对煤层瓦斯是否具有突出性和抽放难易程度进行了预测，制定出了相应的瓦斯治理措施 关键词： 煤层瓦斯煤与瓦斯突出自燃发火倾向性参数测定 瓦斯梯度瓦斯压力瓦斯含量透气性系数
目录 1 矿井概况 (2) 1.1矿井基本情况 (2) 1.2 矿井地质概况 (3) 1.3矿井通风概况： (4) 1.4 矿井防尘情况 (4) 1.6 煤与瓦斯突出性情况 (7) 1.7 矿井“一通三防”安全装备情况 (7) 1.8 “一通三防”管理情况 (8) 2 瓦斯基本参数测定情况 (8) 2.1 煤层瓦斯压力测定 (8) 2.3 煤炭钻屑速度K1值测定 (13) 2.5 煤层透气性系数 (14) 2.6 瓦斯涌出梯度和压力梯度 (16) 2.7 测定结果 (18) 3 采掘工作面瓦斯涌出分析、预测和治理 (18) 4 瓦斯治理措施 (18) 4.1普通措施 (18) 4.2 特殊措施 (20) 4.3 预防裂隙瓦斯的措施 (20)