潘懷義 等

摘要：煤層瓦斯壓力測定的準(zhǔn)確與否，直接影響指導(dǎo)瓦斯治理措施，為確保測壓快速準(zhǔn)確，必須要解決一個(gè)難題——如何快速、準(zhǔn)確測定瓦斯壓力。

關(guān)鍵詞：煤層快速測壓 準(zhǔn)確 關(guān)鍵技術(shù)

潘三礦是淮南礦業(yè)集團(tuán)重點(diǎn)監(jiān)管六對(duì)強(qiáng)突礦井之一，特別是礦井進(jìn)入深部開采，瓦斯防治第一步是基礎(chǔ)資料準(zhǔn)確可靠的收集，只有數(shù)據(jù)詳盡的瓦斯地質(zhì)基礎(chǔ)資料，才能做到有的放矢，實(shí)現(xiàn)安全技術(shù)經(jīng)濟(jì)一體化。近些年來，在瓦斯壓力測定上我們一方面積極探索，另一方面借鑒兄弟單位成功經(jīng)驗(yàn)，大力開展瓦斯壓力安全、準(zhǔn)確、快速測定工作。

1 組織保障

①礦成立以通風(fēng)副總為組長的測壓小組，通防科、抽排隊(duì)、監(jiān)控中心及通風(fēng)區(qū)抽調(diào)相對(duì)固定的工程技術(shù)人員為成員，通防科作為測壓責(zé)任主體，負(fù)責(zé)全程測壓工作。

②通防科在測壓孔施工前編制測壓方案，經(jīng)測壓小組會(huì)審后嚴(yán)格執(zhí)行，落實(shí)到現(xiàn)場。

③通防科排定測壓跟班表，從打鉆、封孔、壓力表及在線安裝全過程跟班。同時(shí)有計(jì)劃地排定礦井測壓工作排隊(duì)表，做到測壓工作按計(jì)劃開展。

2 技術(shù)保障

2.1 巷道頂?shù)装鍑娮{

測壓前提是保證不漏氣，為此我們做到了在施工上向測壓孔區(qū)域?qū)ο锏绹鷰r噴漿，并對(duì)巷道3m松動(dòng)圈采用帶壓注漿，注漿壓力最終達(dá)6Mpa注入巷道松動(dòng)圈范圍，將巷道松動(dòng)圈裂隙注實(shí)密閉。施工下向測壓孔時(shí)對(duì)巷道底板打眼6m注漿并打水泥地坪，為施工測壓孔創(chuàng)造有利條件。

2.2 測壓鉆孔施工

2.2.1 鉆孔若穿過裂隙發(fā)育帶或孔周滲水的，測壓孔施工前，先按測壓孔設(shè)計(jì)參數(shù)用Ф113mm鉆頭施工注漿孔，鉆孔鉆進(jìn)至距預(yù)計(jì)待測煤層法距2m時(shí)停鉆，撤出鉆桿，并詳細(xì)準(zhǔn)確記錄鉆孔深度。

2.2.2 鉆孔施工完畢，進(jìn)行全孔注漿封堵周邊裂隙。先下6分軟管至孔底，孔口用1.5m長4分鐵管與6分注漿軟管連接，再并行下1.5m長4分鐵管，然后孔口采用聚氨酯封堵長1m，孔口注、返漿鐵管盡量靠近孔壁，以防影響再次施工鉆孔。鉆孔按水灰比0.9～0.75︰1配比水泥漿，先注稀漿后注稠漿，下向孔采用分次注漿，注漿終壓達(dá)6MPa關(guān)閉進(jìn)漿閘閥即可。

2.2.3 注漿孔水泥漿凝固24h后，用Ф75mm鉆頭沿原孔中心鉆進(jìn)至測壓孔設(shè)計(jì)孔深，鉆孔詳細(xì)記錄鉆孔見煤位置、深度。測壓孔穿透待測煤層全厚，若鉆孔施工見煤與設(shè)計(jì)出入較大時(shí)，撤出鉆桿后立即測斜反演準(zhǔn)確掌握鉆孔實(shí)際過煤位置。

2.2.4 測壓鉆孔成孔后，應(yīng)在8h內(nèi)完成封孔。封孔前必須排盡孔內(nèi)積存的水、渣，并對(duì)測壓管路系統(tǒng)進(jìn)行通暢性與氣密性檢查，鉆孔封至待測煤層見煤點(diǎn)。

2.2.5 鉆孔在堅(jiān)硬密實(shí)圍巖中施工時(shí)，可不采取預(yù)注漿措施，直接按上述鉆孔施工方法過煤。

2.3 封孔工藝

2.3.1 開始封孔時(shí)，先下4分鐵管兩根，捆扎牢固一并送入孔內(nèi)，一根下至過煤段，過煤段為花眼管，另一根4分鐵管下至見煤位置向外2m處為注漿管（上向孔為返漿管），見煤位置向上1m為里端前堵頭（長不少于1m棉紗聚氨酯）。測壓管連接位置用生料帶纏繞至少20圈以上，確保測壓管路密閉可靠。

2.3.2 測壓孔的孔口段設(shè)鉆孔封孔的后堵頭（長不少于1m棉紗聚氨酯），并下長度不少于2m的返漿管（上向孔為注漿管）。

2.3.3 測壓鉆孔封孔采用水泥按水灰比為0.8︰1配制水泥漿，并添加適量快速凝結(jié)劑，用電動(dòng)注漿泵注入孔內(nèi)，返漿后關(guān)閉返漿管閘閥，間歇性地繼續(xù)注漿，注漿終壓達(dá)6MPa后結(jié)束注漿。

2.3.4 注漿封孔結(jié)束，應(yīng)凝固24h后進(jìn)行壓力表及在線裝置的安裝，壓力表裝置現(xiàn)場安裝前必須在地面做好氣密性試驗(yàn)。

2.4 測壓工藝

2.4.1 采用主動(dòng)測壓時(shí)，開始測壓時(shí)向孔內(nèi)充入補(bǔ)償氣體，補(bǔ)償氣體的充氣壓力為預(yù)計(jì)煤層瓦斯壓力的0.5倍。

2.4.2 煤巖層賦水地點(diǎn)測壓裝置應(yīng)安設(shè)氣水分離器，并在氣水分離器與測壓氣室間設(shè)置高壓閘閥，實(shí)現(xiàn)在隔離測壓氣室的狀態(tài)下放水，測壓管與氣水分離器連接采用透明高壓管連接，便于觀察放水。氣水分離器承受壓力應(yīng)大于預(yù)計(jì)瓦斯壓力的2倍。

2.4.3 瓦斯壓力曲線趨向穩(wěn)定、壓力值變化小于0.005MPa/d時(shí)測壓結(jié)束。若上向測壓孔內(nèi)少量積水，測壓表讀數(shù)可按照AQ/T1047-2007標(biāo)準(zhǔn)對(duì)表壓值進(jìn)行修正。一般情況下，3個(gè)測壓鉆孔從施工到測壓取得成果需要10天左右的時(shí)間。

2.4.4 測壓鉆孔壓力最終結(jié)果代入朗格謬爾方程反算出瓦斯含量，同時(shí)與測壓鉆孔施工過程采用DGC瓦斯含量直接測定法測定的瓦斯含量進(jìn)行對(duì)比分析。

2.4.5 通防科根據(jù)測定的瓦斯壓力及含量編制礦井瓦斯基礎(chǔ)資料。

3 測壓應(yīng)用實(shí)例

我礦在新西風(fēng)井、深部進(jìn)風(fēng)井、暗副斜井等地點(diǎn)，運(yùn)用本方法進(jìn)行測壓，測壓地點(diǎn)受水文地質(zhì)條件影響較大，具體表現(xiàn)為巖石松動(dòng)圈范圍大，巖石破碎，淋水大?？浊邦A(yù)注漿、兩堵一注帶壓封孔方法成功地測試了上述區(qū)域的瓦斯（上接第195頁）壓力，測壓結(jié)果與DGC直接測定法測定結(jié)果基本一致，反映了本方法對(duì)于困難地質(zhì)條件下瓦斯壓力測定具有良好的適應(yīng)性與準(zhǔn)確性。測壓間接法和直接法對(duì)照具體數(shù)據(jù)見下表：4 結(jié)論

我礦在測壓過程中不斷探索，總結(jié)出怎樣才能把瓦斯壓力測準(zhǔn)，必須要做到以下幾點(diǎn)：①巷道必須噴注漿，底板必須注漿打水泥地坪。

②測壓管路、配件加工必須規(guī)范，特別是管路連接絲扣要完好，且絲扣必須纏繞生料帶。

③封孔過程必須有工程技術(shù)人員在現(xiàn)場跟班記錄封孔情況，否則嚴(yán)禁封孔。

④注漿孔封堵裂隙環(huán)節(jié)堅(jiān)決不能省去，嚴(yán)格執(zhí)行二次注漿，嚴(yán)防水壓造成測壓失真。

⑤測壓孔施工只準(zhǔn)采用壓風(fēng)施工，嚴(yán)禁帶水施工。

⑥注漿壓力必須達(dá)到6Mpa，否則補(bǔ)孔重新施工。

總之，潘三礦在多年與瓦斯災(zāi)害斗爭過程中，掌握了一套適用于潘三礦行之有效的測壓方法，具體表現(xiàn)為測壓孔施工前預(yù)注漿，封堵裂隙，成孔后兩堵一注帶壓封孔，測壓孔密閉可靠，從源頭上杜絕一切漏氣卸壓的可能，從而準(zhǔn)確測定煤層瓦斯壓力，為指導(dǎo)瓦斯綜合治理提供理論依據(jù)，科學(xué)依據(jù)。

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作者簡介：

潘懷義（1981-），男，安徽淮南人，助理工程師，現(xiàn)在淮南礦業(yè)集團(tuán)勘探工程處潘三鉆機(jī)工區(qū)負(fù)責(zé)技術(shù)管理工作。