瓦斯基础理论及瓦斯治理技术.pptx

瓦斯基础理论及瓦斯治理技术.pptx

《瓦斯基础理论及瓦斯治理技术.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《瓦斯基础理论及瓦斯治理技术.pptx（153页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

2015年11月,瓦斯基础理论及瓦斯治理技术,中煤科工集团院重庆研究院龙伍见研究员,内容提要,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,矿井瓦斯的基本特征煤层瓦斯的生成及赋存煤层瓦斯基本参数及测定矿井瓦斯涌出及预测瓦斯防治概述通风瓦斯治理技术煤矿瓦斯抽采技术瓦斯综合防治方法,一、矿井瓦斯的基本特征,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,1.矿井瓦斯的定义广义的矿井瓦斯是指从煤（岩）涌入矿井巷道的自然瓦斯，采掘生产过程中形成的瓦斯，空气与有用矿物、围岩、支架和其它材料之间的化学反应、生物化学反应所形成的瓦斯的总称。

各种类型的瓦斯具有不同的成因和性质，其中的一部分（甲烷及其同系物、H2、CO、H2S）是可燃的，与空气混合可形成爆炸混合物；另一部分（CO、NO、H2S、NH3、含硫的气体、乙醛、汽油蒸气、汞和砷的蒸气）是有毒的，对人体有危害；第三部分（CO2、N2、Ar及其同系物）属于惰性气体，只有当其浓度大大超过空气中的正常含量时才对人体有害。

一、瓦斯的基本特征,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,煤层瓦斯是储存在煤层内的气体，是构成矿井瓦斯的最主要部分。

煤层瓦斯也是多种气体的混合物，其成分比较复杂。

国内外对煤层瓦斯组分的大量测定表明，煤层瓦斯约有20种组分：

甲烷及其同系烃类气体（乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等）、二氧化碳、氮、二氧化硫、硫化氢、一氧化碳和稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙）等。

其中甲烷及其同系物和二氧化碳是成煤过程的主要产物。

当煤层赋存深度大于瓦斯风化带深度时，煤层瓦斯的主要组分（80%）是甲烷。

因此，习惯上提到的煤层瓦斯往往就是甲烷。

狭义上讲，矿井瓦斯和煤层瓦斯都是仅指甲烷气体而言。

一、矿井瓦斯的基本特征,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,2.瓦斯的基本性质,化学式：

CH4分子量：

16.042kg/kmol密度：

0.7168kg/m3沸点：

-161.7（0.1MPa）液态密度：

415kg/m3水中的溶解度：

55.6l/m3发热量：

8568大卡/m3,分子直径：

0.4110-9m分子体积：

22.36m3/kmol对空气的比重：

0.5545溶点：

-182.5扩散系数：

0.196cm2/s空气中的爆炸下限：

5%空气中的爆炸上限：

15%,一、矿井瓦斯的基本特征,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,瓦斯的化学名称叫甲烷（CH4），是一种无色、无味、无毒、可燃的气体，比重比空气轻，溶解度很低，极难溶于水。

案列：

湖南省嘉禾县何家山煤窑糊涂地认为，瓦斯大时能用鼻子闻出来，他们没有瓦斯检测设备，靠人闻瓦斯。

1989年4月28日，该矿发生特大瓦斯爆炸事故，当场死亡17人。

瓦斯气体对煤矿而言既是一种有害气体，也是一种洁净能源和优质化工原料。

一、矿井瓦斯的基本特征,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,3.瓦斯的危害性

（1）污染大气环境，加剧大气“温室效应”

（2）可造成瓦斯窒息事故瓦斯浓度43%时，呼吸短促瓦斯浓度达57%时，即刻昏迷（3）可酿成瓦斯燃烧事故瓦斯浓度低于5%或15%（4）引起瓦斯爆炸事故瓦斯浓度在515%（5）产生煤与瓦斯突出事故,一、矿井瓦斯的基本特征,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,4.瓦斯的利用：

（1）能源1）发电：

煤发电厂热效率最高为40%，煤层气电厂可达56%，鼓励采用单机容量500千瓦及以上的煤矿瓦斯发电机组，以及大功率、高参数和高效率的煤矿瓦斯发电机组；2）燃料：

工业燃料：

锅炉燃料、金属冶炼、陶瓷玻璃工业；民用燃料：

煤制气热值低（14.6kJ/m3），煤层气热值高（35.6kJ/m3），天然气是21世纪中国城市民用燃气首选燃料；汽车燃料，改善汽车尾气对大气的污染。

热电冷联供瓦斯发电余热制冷矿井降温。

一、瓦斯的基本特征,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,

（2）原料1）煤层气制合成氨，世界合成氨的73.7%来自天然气，我国合成氨的18%来自天然气；2）甲醇80%由天然气生产；3）煤层气制乙炔，由天然气部分氧化法生产乙炔，由乙炔生产PVC制品；4）煤层气制炭黑；5）煤层气制甲醛；6）煤层气制乙醇。

瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,1、煤层瓦斯的生成煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中生成的，成气过程可分为两个阶段。

（1）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650C的条件下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。

在这个阶段生成的泥炭层，埋深浅，生成的瓦斯易排放到古大气中去，一般不会保留在现有煤层内。

二、煤层瓦斯的生成及赋存,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,二、煤层瓦斯的生成及赋存,

（2）煤化变质作用成气时期随着泥炭层下沉，上覆盖层变厚，温度和压力增高，生物化学作用逐渐减弱直至结束，在较高的压力与温度作用下泥炭转化成褐煤，并逐渐进入煤化变质作用阶段。

褐煤进一步沉降，压力与温度作用加剧，便进入煤化变质作用造气阶段。

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。

从褐煤到无烟煤，煤的变质程度越高，生成的瓦斯量也越多。

瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,二、煤层瓦斯的生成及赋存,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,二、煤层瓦斯的生成及赋存,2、煤层瓦斯赋存煤是天然的空隙裂隙体：

空隙率一般为518%；每克煤内空隙的表面积达20200m2/g，甚至更多。

丰城煤张扭裂隙，放大5400倍,鸡西煤的孔隙，放大720倍,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,二、煤层瓦斯的生成及赋存,

（1）瓦斯在煤体内存在的状态a.游离状态（自由状态）瓦斯以自由气体的状态存在于煤体的孔隙和裂隙中，呈现出压力，服从气体状态方程。

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。

1吸收瓦斯2游离瓦斯3吸着瓦斯4煤5孔隙,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,二、煤层瓦斯的生成及赋存,b.吸附状态吸附状态又分为吸着状态和吸收状态两种：

吸着状态是在孔隙表面的固体分子引力作用下，气体分子被紧密地吸附于孔隙表面上，形成很薄的吸附层。

吸收状态是瓦斯分子进入煤体胶粒结构与煤分子结合而呈现的一种状态，类似于气体溶解于液体的现象。

煤层赋存的瓦斯量中，通常吸附瓦斯量占80%90%，游离瓦斯量占10%20%。

瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,

（2）两种赋存状态的关系在煤体中，吸附瓦斯和游离瓦斯在外界温度及压力不变的条件下处于动平衡状态。

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。

当压力升高或温度降低时，一部分瓦斯由游离状态转化为吸附状态，这种现象称为吸附。

当压力降低或温度升高时，一部分瓦斯就由吸附状态转化为游离状态，这种现象称为解吸。

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瓦斯的解吸作用。

二、煤层瓦斯的生成及赋存,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,二、煤层瓦斯的生成及赋存,3、煤层瓦斯的垂直分带

（1）形成原因及分带划分当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征。

瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,煤层自上向下分为四个带：

CO2-N2带、N2带、N2-CH4带、CH4带，前三个带总称为瓦斯风化带，第四个带称为甲烷带。

划分的意义：

掌握本煤田煤层瓦斯垂直分带的特征，是搞好矿井瓦斯涌出量预测和日常瓦斯管理工作的基础。

规律：

瓦斯风化带内，瓦斯涌出量与深度之间无规律性。

瓦斯风化带内，无突出危险性。

在CH4带内，瓦斯含量和涌出量随着深度的增加而增大。

在瓦斯风化带开采煤层时，相对瓦斯涌出量一般2m3/t，瓦斯对生产不构成主要威胁。

我国大部分瓦斯矿井都是在瓦斯风化带内进行生产的。

二、煤层瓦斯的生成及赋存,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,二、煤层瓦斯的生成及赋存,煤层瓦斯垂直分带及各带气体成分,深度,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,

（2）瓦斯风化带的下部边界深度确定根据下列指标中的任何一项确定：

煤层的相对瓦斯涌出量等于23m3/t处；煤层内的瓦斯组分中甲烷及重烃浓度总和达到80%（体积比）；煤层内的瓦斯压力为0.10.15MPa；煤的瓦斯含量为23m3/t（烟煤）和57m3/t（无烟煤）。

瓦斯风化带深度决定于煤层的具体条件，变化很大，即使在同一井田有时也相差很大，南桐鱼田堡矿的瓦斯风化带为30m，开滦赵各庄矿为467m。

二、煤层瓦斯的生成及赋存,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,

（一）煤层瓦斯含量及测定方法1、基本定义煤的瓦斯含量是指单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量（标准状态下的瓦斯体积），单位为m3/m3或m3/t。

煤层瓦斯原始含量：

指未受采矿采动及抽采影响的煤体内的瓦斯含量。

煤层瓦斯残余含量：

指受采矿采动及抽采影响的煤体内现存的瓦斯含量。

煤的瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,三、煤层瓦斯基本参数及测定,2、影响煤层瓦斯含量的因素

（1）煤的吸附特性煤的吸附性能决定于煤化程度。

煤的煤化程度越高，存储瓦斯的能力越强。

因此，在其它条件相同时，高变质煤比低变质煤瓦斯含量大。

（2）煤层露头煤层露头是瓦斯向地面排放的出口，露头存在时间越长，瓦斯排放越多；反之地表无露头的煤层，瓦斯含量较高。

（3）煤层的埋藏深度煤层的埋藏深度的增加，有利于封存瓦斯。

瓦斯风化带中瓦斯含量小，不会发生瓦斯突出。

甲烷带内，瓦斯含量随深度的增加而增大。

如：

阳泉3号煤层为无烟煤，挥发分为7%，瓦斯压力1.3MPa，瓦斯含量为25m3/t；抚顺胜利矿为气煤，挥发分为45%，瓦斯压力1.7MPa，瓦斯含量仅7m3/t。

瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,（4）围岩透气性围岩为致密完整的低透气性岩层，如泥岩，完整的石灰岩，煤层中的瓦斯就易于保存下来，瓦斯含量就大，瓦斯压力也大。

围岩透气性大，如中粗砂岩、砾岩等，瓦斯越易流失，煤层瓦斯含量就小。

（5）煤层倾角埋藏深度相同时，煤层倾角越小，煤层的瓦斯含量就越高。

如芙蓉煤矿北翼煤层倾角40800，瓦斯涌出量约20m3/t，无瓦斯突出现象；南翼煤层倾角6120，瓦斯涌出量高达150m3/t，具有发生瓦斯突出的危险性。

这种现象的主要原因在于：

煤层透气性一般大于围岩；煤层倾角越小，在顶板岩性密封好的条件下，瓦斯不易通过煤层排放，煤体中的瓦斯容易得到贮存。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,（6）地质构造封闭型地质构造有利于封存瓦斯，开放型地质构造有利于瓦斯排放。

a.褶曲构造背斜构造瓦斯风化带以下，背斜顶板为致密岩层又未遭到破坏时，在背斜轴部的瓦斯容易积聚和保存下来，形成瓦斯含量较高的“气顶”，称为储瓦斯构造。

当背斜轴部的顶部岩（煤）层因张力作用而形成有连通地表的裂隙时，背斜轴部的瓦斯就会流失掉，瓦斯含量就会降低。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,1-不透气岩层2-煤层瓦斯含量增高区域3-煤层,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,三、煤层瓦斯基本参数及测定,向斜构造向斜构造一般轴部的瓦斯含量比翼部高，这是轴部岩层受到强力挤压，围岩的透气性会变得更低，则轴部封存较多瓦斯。

1-不透气岩层2-煤层瓦斯含量增高区域3-煤层,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,三、煤层瓦斯基本参数及测定,b.断裂构造开放性断层（张性、张扭性断层），不论其与地表是否直接相通，都会因其有利于瓦斯的散放而使瓦斯含量降低，如图a、b。

而封闭性断层（压性、压扭性断层）不利于瓦斯的排放，煤层瓦斯含量则较高，如图c。

1-瓦斯丧失区域；2-瓦斯含量降低区；3-瓦斯含量异常增高区；4-瓦斯含量正常增高区,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,三、煤层瓦斯基本参数及测定,（3）其他构造煤包储瓦斯构造局部煤层突然变厚而形成的大“煤包”会出现瓦斯含量增高现象。

因为煤包周围在构造挤压应力作用下，煤层被压薄，形成对大煤包封闭的条件，有利于瓦斯的封存。

1-不透气岩层2-煤层瓦斯含量增高区域3-煤层,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,三、煤层瓦斯基本参数及测定,地垒地堑储瓦斯构造由两条封闭断层与致密围岩圈闭而形成的“地垒”或“地堑”等构造，因为有着良好的圈闭条件，生成的瓦斯难于扩散或排放，其瓦斯含量较其他地点要高。

1-不透气岩层2-煤层瓦斯含量增高区域3-煤层,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,（7）水文地质条件地下水活跃的地区，煤层瓦斯含量减小。

其原因有二：

一是瓦斯能溶于水，尽管其溶解度很小，但经过漫长的地质年代，可以从煤层中带走数量可观的被溶解的瓦斯；二是地下水溶蚀一部分矿物质，使地层得到卸压，地应力降低，导致煤岩层裂隙发育和透气性增加，从而增强了煤层瓦斯的流失。

国内煤矿普遍存在凡是水大的矿井瓦斯小，水小的矿井瓦斯大的规律。

以上是对这些因素的简要说明，在分析某一煤层瓦斯含量以及有无突出危险时，需要根据这些因素以及地应力等因素作综合的研究。

找出影响本煤田、本矿井瓦斯含量的主要因素。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,3、瓦斯含量测定方法

（1）煤层瓦斯含量直接测定法（地勘钻孔解吸法）煤层瓦斯含量直接测定法通常用在地勘钻孔中测定煤层瓦斯含量，由于该方法是以测量煤中解吸瓦斯量和解吸特征为基础的一种方法，所以又称解吸法。

瓦斯含量由实测的瓦斯解吸量、实测的瓦斯残存量和推算的瓦斯损失量三部分组成。

为了准确测定煤层的原始瓦斯含量，必须使用专门的仪器在地勘钻孔中采样和测量，以保证采样过程中损失的瓦斯量最小，并通过测定和计算对损失的瓦斯量进行尽可能准确的补偿。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,测定步骤如下：

1）采样2）瓦斯解吸量测定3）瓦斯损失量推算4）瓦斯残存量实验室测定5）煤层瓦斯含量计算,三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,

（2）井下快速测定煤层瓦斯含量法（解吸系数法）这是近年来基于煤样瓦斯解吸规律基础上研究的一种间接方法，可以在井下快速测定煤层瓦斯含量。

煤样卸压后其瓦斯解吸过程随时间呈幂函数的规律变化，在卸压后的60min内瓦斯解吸速度的衰减系数（Kt）为常数，而在第一分钟时的解吸速度值（V1）则随吸附瓦斯压力大小而变化。

1）利用煤样瓦斯解吸特征，求出测定煤层的瓦斯解吸特征指标V1值和Kt值；,三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,2）利用郎格缪尔方程式，在实验室计算不同吸附瓦斯压力下煤样的瓦斯含量，同时测出相应压力的V1值和Kt值；3）利用V1值确定煤层瓦斯含量的数学模型W=AV1+B式中：

W煤样在一定吸附压力下的瓦斯含量，ml/g；V1煤样暴露第一分钟时的瓦斯解吸速度，ml/g.min；A、B回归系数。

使用专门的仪器，通过井下煤层打钻采集13mm粒度的煤样，就能够在回采和掘进工作面上快速测定煤层瓦斯含量。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,（3）实验室间接测定煤层瓦斯含量法煤层瓦斯含量由游离瓦斯和吸附瓦斯两部分组成。

实验室间接测定法是在实验室测定煤样孔隙体积和吸附等温线的基础上，根据矿井实测的煤层瓦斯压力计算这两部分相应的瓦斯量。

1）吸附瓦斯含量X1=式中：

X1纯煤（可燃基）的吸附瓦斯含量，m3/tr；a吸附常数，试验温度下纯煤的极限吸附量，m3/tr；,三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,b吸附常数，MPa-1；P瓦斯压力，MPa；Mad煤样水份，%。

2）游离瓦斯含量X2=10KP/式中：

X2游离瓦斯含量，m3/tr；K煤的孔隙率，m3/m3；煤的视密度，t/m3。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,3）纯煤的瓦斯含量X=X1+X24）原煤的瓦斯含量Xo=X1+X2式中：

Xo原煤的瓦斯含量，m3/t；A原煤灰份，%。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,（4）井下直接测定煤层可解吸瓦斯含量的方法重庆分院近年来开发研究了井下直接测定煤层瓦斯含量的方法，井下直接测定煤层瓦斯含量方法所指的瓦斯含量是指单位质量的煤在20和大气压力下直接测定和计算出的煤层瓦斯解吸量（不包括瓦斯残存量），单位为m3/t，其表达基准为原煤基。

采用保持或代表煤层实际情况的煤样，不考虑原始煤层中的水分和非煤物质的存在。

瓦斯含量（Qm）的值等于瓦斯损失量（Q1）、煤芯瓦斯解吸量（Q2）、粉碎瓦斯解吸量（Q3）三者之和。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,直接测定瓦斯含量的原理是通过取芯钻孔将煤芯从煤层深部取出，及时放入煤样筒中密封，然后测量煤样筒中煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量,并以此来计算煤样装入煤样筒密封之前的瓦斯损失量Q1；把煤样筒带到实验室然后测量从煤样筒中释放出的瓦斯量,与井下测量的瓦斯解吸量一起计算煤芯瓦斯解吸量Q2；将煤样筒中的部分煤样装入密封的粉碎系统加以粉碎,测量在粉碎过程及粉碎后一段时间所解吸出的瓦斯量,并以此为基准计算全部煤样在粉碎后所能解吸出的瓦斯解吸量Q3；瓦斯损失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎后瓦斯解吸量之和就是瓦斯含量。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,测定步骤及操作规范：

下井前准备井下实验装置准备与检查：

主要包括取芯管、煤样罐、连同箱体的量管（选择合适量程的量管，最好下井前在箱中装两根不同量程的量管，以便根据实际情况选用）、温度计、抽气筒、扳手、气样袋、取样筛子、气压计等。

在实验点安装好钻机并保证正常工作，检查取芯管是否到位、钻杆是否能和取芯管联接，钻头（90和108两种）大小是否和取芯管外径配套、煤样罐和工具箱是否完好齐备。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,取样前准备检查煤样筒的气密性，确保井下容积装置完好并可随时使用，准备好记录用具。

取样钻孔布置根据实际情况，可在掘进工作面选择如下两种布孔方式之一：

a.煤壁两侧；b.工作面迎头。

取样取样钻孔的准备：

根据取芯管尺寸先施工预定深度的钻孔，钻孔直径由取芯管外径确定，如采用普通取芯管（外径73mm）应施工直径为90mm的钻孔；采用双层取芯管（外径89mm）应施工直径为108mm的钻孔。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,按照设计好的钻孔倾角（一般设计为仰角）、方位、深度和孔径施工完钻孔，尽量排尽孔内残粉后快速退出钻具，用钻杆带上取芯管快速下到孔底，要求下取芯管的同时打开压风到最大，以防下取芯管过程中装进残粉。

取芯管下到孔底后，调整钻进参数，进行取样钻进，同时记录起钻时间；钻进至取芯管装满为止，记录钻进结束时间；快速退出取芯管，将所取煤样进行适当分选，装进煤样筒，记录煤样筒密封时间，取样工作结束。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,其它注意事项应尽可能地减少取样时间；如实记录打钻过程中的喷孔、顶钻、排粉等情况。

损失量补偿方法:

煤芯瓦斯损失量无法直接测定，只有根据瓦斯解吸规律，通过测定初期瓦斯解吸速度，采用数据拟合计算而得出。

为了测定和计算方便，将煤芯在不同时刻的瓦斯累计解吸量作为测定参数，根据暴露初期瓦斯累计解吸量与时间的函数关系，计算煤芯在暴露时间内的瓦斯损失量。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,根据有关研究结果，煤芯在初始一段暴露时间内，累计瓦斯解吸量与煤样瓦斯解吸时间存在如下关系：

V=k（t0+t）式中：

V煤芯自取芯开始时至t0+t时刻总的瓦斯解吸量，mL；t0测定煤芯解吸速度前的暴露时间，min；t0=t1+t2t1钻进取样开始到打钻结束的时间，min；t2打钻结束至将煤芯装入煤芯筒开始测定的时间，min；t解吸测定时间，min；k比例常数；解吸特征参数，根据取芯煤样的完整性取值，为0.30.5之间，完整煤芯取0.5。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,

（二）煤层瓦斯压力及测定方法1.煤层瓦斯压力的一般规律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。

煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量的一个主要因素，当煤的吸附瓦斯能力相同时，煤层瓦斯压力越高，煤中所含瓦斯量也就越大。

在煤与瓦斯突出发生、发展过程中，瓦斯压力起着重大的作用。

为了预测深部煤层瓦斯涌出量、确定煤层的突出危险性，在我国许多突出和高瓦斯矿井中开展了较为广泛的煤层瓦斯压力测定工作。

研究表明，在距地表同一垂深上，不同矿区煤层的瓦斯压力值可能有很大的差别，但同一矿区中煤层瓦斯压力随深度的增加而增大，这一特点反映了煤层瓦斯由地层深处向地表流动的总规律。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,煤层瓦斯压力的大小取决于煤生成后，煤层瓦斯的排放条件。

在漫长的地质年代中，煤层瓦斯排放是一个极其复杂的问题，它除与覆盖层厚度、透气性能、地质构造条件有关外，还与覆盖层的含水性密切有关。

当覆盖层中充满水时，煤层瓦斯压力最大，这时瓦斯压力等于同水平的静水压力。

当煤层瓦斯压力大于同水平静水压力时，在漫长的地质年代中，瓦斯将冲破水的阻力向地表逸散；当覆盖层未充满水时，煤层瓦斯压力将小于同水平的静水压力。

因此绝大多数煤层的瓦斯压力小于或等于同水平静水压力。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,三、煤层瓦斯基本参数测定,煤层瓦斯压力与埋深的关系,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,在地质条件不变的情况下，煤层瓦斯压力随深度增加成正比例增加，通常用下式描述：

P=P0+m（HH0）式中：

P在深度H处的瓦斯压力，MPa；P0瓦斯风化带下部边界深度H0的瓦斯压力，取为0.150.2MPa；H0瓦斯风化带深度，m；H距地表垂深，m；m瓦斯压力梯度，MPa/m。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,2.煤层瓦斯压力的测定方法测定煤层瓦斯压力时，通常是从围岩巷道（石门或岩巷）向煤层打孔径为5070mm的钻孔，孔中安放测压管，将钻孔密封后，用压力表直接进行测定。

为了测定煤层的原始瓦斯压力，测压地点的煤层应为未受采动影响的原始煤体。

测压封孔方法分填料法和封孔器法两类。

根据封孔器的结构特点，封孔器分为胶圈、胶囊和胶圈-粘液等几种类型。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,

（1）填料封孔法人工填料封孔填料法是应用最广泛的一种测压封孔方法。

采用该方法时，在打完钻孔后，先用水清洗钻孔再向孔内放置测压管，最后用充填材料封孔。

人工充填法封孔示意图1测压前端；2挡料圈盘；3充填材料；4木楔；5测压管；6压力表；7钻孔,三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,为了防止测压管堵塞，在测压管前端焊接一段直径稍大于测压管的筛状管或直接在测压管壁打筛孔。

为了防止充填材料堵塞测压管前端，在测压管前端后部套焊一挡料圆盘。

测压管为紫铜管或细钢管，充填材料用水泥和砂子或粘土。

填料可用人工或压风送入钻孔。

充填时每充填1m左右，送入一段木楔，并用堵棒捣固。

人工封孔的封孔深度一般不超过5m；为了提高填充密封效果，可使用膨胀水泥。

填料法封孔的优点是不需特殊装置，简单易行；缺点是人工封孔长度短，且封孔后需等水泥基本凝固后，才能上压力表测压。

三、煤层瓦斯基本参数及测定,瓦斯研究分院致力安全科技提升生命保障,注浆泵填料封孔测压钻孔直径一般为6575mm，钻孔长度可达15m70m。

封孔步骤为：

将测压管安装至预定的（测压）深度，在孔口用木楔封住，并安装好注浆管；根据封孔深度确定膨胀不收缩水泥的使用量，按一定比例配好封孔水泥浆