普安县地瓜老虎田煤矿+1450—+1500m标高25煤层消突评价论证报告
4.4 煤层残余瓦斯压力测定
煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力。它是煤层瓦斯流动和涌出的基本参数，亦是煤层瓦斯流动的动力，而且对于煤与瓦斯突出危险性预测与制订合理的防突措施等均起着重要的作用。因此，准确测定煤层残余瓦斯压力是十分必要的。煤层瓦斯压力测定方法有两种，其一为直接法，即利用岩石巷道打穿层钻孔穿透煤层，封孔直接用压力表测定煤层瓦斯压力；其二为间接法，即利用新鲜煤样，直接测定煤层瓦斯含量，然后利用它与煤层瓦斯压力之间的关系反推煤层瓦斯压力。 4.4.1 采用直接法测定的煤层残余瓦斯压力 4.4.1.1测压钻孔的施工
本项目实施过程中，根据保护层开采的实际情况，采用了直接法测定被保护层的残余瓦斯压力，即在巷道中选取合适地点，打钻穿透煤层并进入煤层顶（底）板0.5m，成孔后清孔再封孔上压力表直接进行测定。施工测压钻孔时严格按照了测压钻孔的要求施工。测压钻孔施工的具体要求为：
⑴钻孔孔径为?65mm以上； ⑵有完整的打钻记录；
⑶当钻孔施工与本矿其它生产单位相互干扰时，需设置钻场，在钻场内施工钻孔；
⑷当钻孔施工至煤层顶板（或底板）0.5m以上时，应停止打钻，在评价人员的指导下进行封孔测定工作；
⑸钻孔的方位角和倾角必须严格按照设计参数根据现场实际，在评价单位同意下可调整。 4.4.1.2封孔方法及工艺
封孔方法：上行孔采用纯水泥浆封孔，下行孔采用水泥砂浆封孔。封孔长度视煤层顶、底板岩性及钻孔见测定煤层长度而定，封孔长度为10~20m。
29
普安县地瓜老虎田煤矿+1450—+1500m标高25煤层消突评价论证报告 封孔工艺：钻孔封孔，上行孔封孔采用封孔泵封孔，封孔时先将测压管（4ˊ铁管）缠生料带接好，按预定深度放入孔内；再将注浆用6〞铁管放入孔内；然后在孔口段用带有马丽散的棉纱送入孔内，待马丽散膨胀凝固将测压管和注浆管固定后，注浆封孔。注浆时，将配制好的水泥浆用封孔泵通过注浆管注浆封孔，待测压管返浆后停止注浆，关掉注浆管的阀门，使水泥砂浆不流出，撤除封孔泵，测压孔封孔完毕。下行孔封孔时，先用压风将钻孔内的积水吹干，然后用铁丝将棉纱捆扎在带有挡板的测压尾管上，缠上生料带用配套接头与测压管连接送入钻孔内，待测压管长度达到预定封孔深度时，在孔口用铁丝将测压管固定，将配制好的水泥砂浆直接注入测压钻孔，直至钻孔孔口，封孔工作完成。瓦斯压力测定钻孔封孔工艺见图4-6。
1—压力表；2—球阀；3—注浆管；4—马丽散；
5—测压管；6—水泥浆；7—挡板；8—测压尾管；9—钻孔；10—煤层
图4-6 瓦斯压力测定封孔工艺示意图
4.4.1.3压力的观测及读数
在完成封孔工作24h后，水泥混合浆固化达到一定强度后进行测定工作，在测压管端头装上球阀，安装压力表。观察压力值，当压力表量程不够时，
30
普安县地瓜老虎田煤矿+1450—+1500m标高25煤层消突评价论证报告 关闭压力表接头上的球阀，更换量程大的压力表。当读数稳定没有变化时（一般不少于一周），这个读数即为最终的瓦斯压力（表压）。
本次项目所施工的岩1号~岩3号所测定的25煤层残余瓦斯压力（表压）观测记录见表4-4、各测压孔煤层瓦斯压力变化曲线见图4-7~图4-9。
岩1号孔 观测 时间 9月9日 9月10日 9月11日 9月12日 9月13日 9月14日 9月15日 9月16日 9月17日 9月18日 9月19日 9月20日 9月21日 9月22日 9月23日 9月24日 9月25日 9月26日 9月27日 9月28日 9月29日 9月30日 压力 （表压MPa） 0.08 0.12 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 观测 时间 9月10日 9月11日 9月12日 9月13日 9月14日 9月15日 9月16日 9月17日 9月18日 9月19日 9月20日 9月21日 9月22日 9月23日 9月24日 9月25日 9月26日 9月27日 9月28日 9月29日 9月30日 岩2号孔 压力 （表压MPa） 0.04 0.07 0.09 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 观测 时间 9月11日 9月12日 9月13日 9月14日 9月15日 9月16日 9月17日 9月18日 9月19日 9月20日 9月21日 9月22日 9月23日 9月24日 9月25日 9月26日 9月27日 9月28日 9月29日 9月30日 岩3号孔 压力 （表压MPa） 0 0.05 0.07 0.09 0.1 0.11 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 表4-4 钻孔瓦斯压力读数观察时间及瓦斯压力情况表 31
普安县地瓜老虎田煤矿+1450—+1500m标高25煤层消突评价论证报告 压力P(MPa)
2013年
图4-7 岩1号穿层测压钻孔瓦斯压力上升曲线图
压力P(MPa)
2013年
图4-8 岩2号穿层测压钻孔瓦斯压力上升曲线图
压力P(MPa)
2013年
图4-9 岩3号穿层测压钻孔瓦斯压力上升曲线图
32
普安县地瓜老虎田煤矿+1450—+1500m标高25煤层消突评价论证报告 4.4.2 采用间接法测定的煤层残余瓦斯压力
采用间接法测定煤层瓦斯压力为利用新鲜煤样，直接测定煤层瓦斯含量，然后利用它与煤层瓦斯压力之间的关系反推煤层瓦斯压力。由于老虎田煤矿在现有巷道条件下，能布置穿层钻孔采用直接法测定25煤层残余瓦斯压力的地点有限，因此，本次老虎田煤矿+1450~+1500m标高25煤层保护效果检验指标测试补充采用了间接法测定煤层残余瓦斯压力。
间接法测定煤层残余瓦斯压力，即利用测定的煤层残余瓦斯含量，a、b吸附常数值，孔隙率等参数，根据《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）规定，煤层瓦斯压力与煤层瓦斯含量的换算关系，公式如下：
100??AabP110KPdMadX?×a×? 1?bP1001?0.31Mad?式中 X——煤层瓦斯含量，m3/t；
a——吸附常数，试验温度下煤的极限吸附量，m3/t； b——吸附常数，MPa-1； P——煤层绝对瓦斯压力，MPa； Aad——煤的灰分，%； Mad——煤的水分，%； K——煤的孔隙率，m3/m3；
?——煤的视密度，t/m。
3
根据以上公式，利用现场实际测定的煤层残余瓦斯含量值，反推获得的煤层残余瓦斯压力见表4-5。
33