摘要:針對目前通常采用的瓦斯壓力測定法遇到含水量大煤巖層時難以精確測定瓦斯壓力這一難題，筆者提出了放水測瓦斯壓力方法，并改進了鉆孔封孔工藝，通過在祁南礦多個地點的成功試驗與應用，總結(jié)出了一套精確測定含水量大鉆孔瓦斯壓力的方法。

關鍵詞:突出煤層 含水 瓦斯壓力 封孔 放水測定

0 引言

煤層瓦斯壓力是瓦斯涌出和突出的動力，也是煤體瓦斯含量多少的標志。準確獲取煤層原始瓦斯壓力是有效開展瓦斯預測和防治工作的重要技術保障，有著極其重要的意義。但是目前通常采用的瓦斯壓力測定法，在遇到含水量大的煤巖層時，受靜水壓的影響，測定的結(jié)果偏差很大?；诖耍瑸榱颂岣呙簩油咚箟毫Φ臏y試精度，筆者在祁南礦716底板抽放巷、726底板抽放巷及34下采區(qū)測壓過程中，針對區(qū)域內(nèi)構造、裂隙發(fā)育、含水豐富的特點，嘗試了放水測瓦斯壓力，并改進了鉆孔封孔工藝?，F(xiàn)場試驗和應用結(jié)果表明，使用該工藝可以很好地封堵與測壓鉆孔溝通的滲水裂隙，保證測壓過程的順利和成功，并最終獲取了比較準確、可靠的煤層瓦斯壓力。

1 礦井概況

祁南礦隸屬淮北礦業(yè)集團公司，位于宿南向斜轉(zhuǎn)折端，含煤地層屬二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組，可采或局部可采煤層10層，分為上、中、下三個煤組，自上而下依次為上煤組23、32煤層，中煤組61、62、63、71、72、8和9煤層，下煤組10煤層，可采煤層平均總厚度為16.84m，其中32、72、10煤層為礦井主要可采煤層。32、10煤層為高瓦斯煤層，71、72煤層為突出煤層，高瓦斯、突出煤層占礦井可采儲量的85.8%。煤層瓦斯壓力大、瓦斯含量高，治理難度大，嚴重威脅著我礦的安全生產(chǎn)。

2 測壓試驗過程

2.1 測壓鉆孔設計 選取測壓地點時，為了最大限度反應煤層原始狀態(tài)下的瓦斯壓力，需遵循以下原則:

2.1.1 煤層致密完整、無破碎，50m范圍內(nèi)無斷層和大的裂隙;

2.1.2 如果必須在斷層、裂隙帶或破碎帶地段施工測壓孔時，首先必須對測壓孔周圍50m范圍內(nèi)注水泥漿或其它封堵材料，封堵圍巖裂隙;

2.1.3 巖層無淋水，巖柱(垂高)至少大于10m;目標煤層周圍無采空區(qū)，盡量選取近幾年開拓的巖石巷道;

2.1.4 如果選取順煤層施工測壓孔，鉆孔長度不小于40m，選取構造簡單，有利于施工的最近開掘的煤巷。

此次測壓試驗，選取了101東翼軌道大巷、725底板抽放巷及34下軌道巷三個地點，每個試驗地點設計兩組測壓鉆孔，兩組之間距離為30~40m之間，每組為兩個測壓鉆孔，孔間距2.5m。鉆孔的開孔位置均選擇在巖石比較完整的位置。

2.2 鉆工施工 鉆孔施工應嚴格按設計鉆孔參數(shù)進行，并保證鉆孔平直、孔形完整，穿透被測煤層。在鉆孔施工中，應準確記錄鉆孔參數(shù)、鉆孔見煤深度，煤層厚度，以及鉆孔開孔時間、見煤時間及結(jié)束時間。

遇含水層或破碎帶時可采用如下鉆孔施工工藝:

2.2.1 選好開孔位置后，選用Ф113mm鉆頭鉆進5~6m深停止，退出鉆桿。

2.2.2 掃凈孔內(nèi)巖屑后，將Ф108mm帶法蘭盤的孔口管送進孔內(nèi)，孔口管露出鉆孔外長度100～300mm左右為宜。

2.2.3 先用木楔、棉紗、快干水泥把孔口管固定好，再用水泥漿(水:水泥=1:1.5)加固孔口管;對于40°以上的仰孔，在孔壁和孔口管之間插入4分鐵管，采用外壁注漿;40°以下仰孔及俯孔采用孔內(nèi)注漿，將孔口管外端加上法蘭盤向孔內(nèi)注漿，直到孔口管外不再漏漿為止。

2.2.4 待加固孔口管的水泥漿液凝固24～48小時后，用Ф75mm鉆頭掃孔到6.5m處停止鉆進，退出鉆桿。

2.2.5 用注漿泵注水對孔口管做耐壓試驗。要求孔口管耐壓8MPa，耐壓穩(wěn)定時間不少于10min。

2.2.6 耐壓試驗合格方可鉆進，不合格則須重新注漿加固，重新耐壓實驗，直至孔口管耐壓試驗合格。

2.2.7 孔口管耐壓實驗合格后，用Ф75mm鉆頭繼續(xù)鉆進。

2.2.8 鉆孔施工到接近煤層時停鉆，退出鉆桿。注意不要鉆入煤層。

2.2.9 孔口管接上法蘭盤，再次試壓。

2.2.10 根據(jù)鉆孔大小和鉆孔深度，確定注入水泥漿液的量。

2.2.11 試壓合格后，利用高壓注漿泵向孔內(nèi)注入水泥漿填滿整個鉆孔。注漿堵水壓力不小于8MPa。水泥漿配比為，水:水泥=1:0.5～1:1.5。水泥漿濃度可逐漸增加，初期用清水或稀水泥漿沖開裂隙通道。

2.2.12 待水泥漿充分凝固后，以原孔(軸心)為中心通過掃孔，二次施工小孔徑(一般為Φ75mm)至接近煤層處。

2.2.13 退鉆觀察孔口是否有水流出或滲出30min。如果仍舊有水則需重復上面步驟，直至孔口不出水為止。

2.2.14 確定堵水成功后，繼續(xù)鉆孔施工至穿透煤層0.5m終孔。

2.3 具體的封孔、測試過程

2.3.1 在鉆孔下內(nèi)徑5mm的高壓膠管，用于測定瓦斯壓力。瓦斯管的總長度由鉆孔長度確定。瓦斯管最前端用紗布包裹，防止煤渣進入瓦斯管。

2.3.2 在測壓室內(nèi)下二趟測壓管，根據(jù)積水特點確定其中用于泄水壓管的管口位置。在泄水壓管接0.3m的透明膠管以便于觀測放水情況。在透明膠管口加控制閘閥。

2.3.3 用木楔、棉紗、快干水泥將鉆孔口密封，防止注入的漿液流出鉆孔，使注漿的全過程在承壓狀態(tài)下進行。

2.3.4 待快干水泥凝固后，用注漿泵把水泥漿通過注漿管注入鉆孔，待回漿管有漿液流出后停止注漿，并關閉注漿管上的閥門。

配制漿液:425硅酸鹽水泥，加入適量膨脹劑、速凝劑等。其質(zhì)量配比為:特種水泥:水=110:80。

2.3.5 安裝壓力表，觀察讀數(shù)。

定期通過放水閥放水，放水時要仔細觀察，一旦發(fā)現(xiàn)氣泡露出水快放完時及時關閉放水閘閥，從而不影響測瓦斯壓力。

3 試驗效果

經(jīng)現(xiàn)場觀測記錄，各地點瓦斯壓力測定數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，每一組的兩個兩個孔瓦斯壓力測量值基本相同，每一地點的兩組瓦斯壓力測量值基本吻合，而且與先前在本區(qū)域內(nèi)無水條件下的測試值非常接近。從而證明，采用本文介紹的封孔材料和改進的封孔工藝測試瓦斯壓力合理、可行，結(jié)果可靠。

4 結(jié)論

4.1 選擇合適的測壓位置及施工工藝，是影響瓦斯壓力測定成功的關鍵因素。

4.2 封孔質(zhì)量和封孔長度是影響是否成功的決定性因素。應合理選擇封孔材料、封孔工藝有利于準確測壓。

4.3 從某種意義上講，測試方法是內(nèi)因，測試條件是外因，兩者互相密切配合，才能提高測試效果和成功率，取得正確的瓦斯壓力參數(shù)。

參考文獻:

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