3.3环境因素
(1)测压地点
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。测压地点的选取时直接影响测压是否成功的一个关键因素。测压地点不对将不能如实反应煤层真实的瓦斯压力。选择测压地点时,为了最大限度反应原始状态下的瓦斯压力,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。
(2)钻孔周边岩石裂隙情况
如果钻孔周围岩石裂隙比较多,或者有比较大的裂隙时将会影响测压结果,尤其是在封孔质量不过关时更为明显。应尽量避开地质构造裂隙带。
(3)地质构造的影响
由于地质构造的影响,煤层的产状可能发生改变,钻孔布置位置可能达不到设计要求,未处于预计层位或深度,导致测值偏低。另外矿井中的断层或破碎带等地质条件对测压过程有很大的影响,如果必须在断层、裂隙带或破碎带地段施工测压孔时,首先必须对测压孔周围50m 范围内注水泥浆或其它封堵材料,封堵围岩裂隙,这样才能准确测定瓦斯压力。
(4)煤层顶底板岩性情况
如果煤层的顶底板岩石比较致密,这将有利于瓦斯在煤层中的赋存,减少游离瓦斯的排放,有利于测压工作,缩短测压时间。
3.4管理方面的因素
有些矿井或科研鉴定机构对测压工作重视不够、管理不科学、不严格等,这也会间接导致测压结果的不准确。比如对测压人员不培训或培训不严格,测压人员不固定,人员流动性达,使测压人员的业务素质存在极大缺陷。在笔者为某些矿做突出危险性鉴定时有些矿井还违反客观规律和相关技术标准,对测压人员提出不合理的规定和要求,如为了加快生产或不影响其设计计划,在瓦斯压力表数值没有稳定的情况下就要求拆表。
有效的管理能够使得人、设备、环境组成一个能够有效实现预期目标的系统。管理这一看似影响测压结果的间接因素,却是最具根本、最能制约瓦斯压力准确性的关键所在,无论是科研鉴定机构还是煤矿自身在测压时都应重视管理。
3.5其他影响因素
(1)瓦斯压力测定方法
测定煤层瓦斯压力时,通常是从围岩巷道(石门或围岩钻场)向煤层打孔径为50~75mm的钻孔,孔中放测压管,将钻孔密封后,用压力表直接进行测定。一般采取瓦斯压力自然恢复法来进行 ,如果时间紧迫则采用向钻孔注氮的方法来快速测定。实践证明,应尽可能采用上向施工测压孔,避免下向和水平孔测压 。尽管下向孔在理论上是行的通的,但由于井下条件的限制,下向孔的施工和孔封质量很难保证,测压成功的机率很小。
(2)封孔工艺的选择
不同的封孔工艺对测压效果有不同的影响,选择什么样的封孔工艺直接关系到测压结果的准确性,下面来分析一下各种封孔工艺的优缺点。
(1)粘土封孔的优点是此种方法简单易行;对封孔材料的要求也不高,封孔成本较低。但这种方法的明显缺点在于其封孔长度受限制,如孔深较长,粘土太软会导致刚度不够.无法送至指定长度:粘土太硬会导致封孔不密实,影响测压效果;对粘土制作的技术要求高,粘土要适应孔的形状.且软硬适中。
(2)水泥砂浆封孔的优点就在于可以封较长孔深的孔;其封孔材料在封孔时为液态。凝固后变为固态,有效的解决了粘土封孔遇到的难题;且对人员技术要求会有所降低。固体封孔方法封孔在封孔段岩层为松软的砂岩、钻孔周围存在微裂隙或直接在煤层打测压钻孔时,固体物不能严密封闭钻孔周边的裂隙.易于漏气。测出的瓦斯压力值往往低于真实的煤层瓦斯压力。
(3)胶囊粘液封孔。胶囊粘液封孔方法在当封孔段岩层为松软的砂岩、钻孔周围存在微裂隙或直接在煤层打测压钻孔时可以比固体封孔方法更有效更准确测出瓦斯压力的方法,具有封孔时间短,密封效果较好的特点。缺点就是造价高,而且在松软岩层或煤层打测压钻孔时出现塌孔,糊孔时,测压封孔设备会被埋入孔中,无法回收,这样会导致测压钻孔成本上升,但此封孔方法测压效果比固体封孔方法好。
(4)聚氨酯泡沫封孔法继承了胶圈胶囊封孔的优点,比之还降低了测压成本,且操作简单;配比可以延长发泡时间,发泡位数较高;克服了黄泥、水泥团、水泥砂浆等在岩石微裂隙封孔不严等缺点,它能扩散渗透到钻孔周围的网状裂隙,大大提高封孔质量,是一种封孔测压的有效的方法,测压效果更好。
4 总 结
煤层瓦斯压力测定是一个涉及人、设备、环境以及管理等因素的系统工程,测压过程中应充分考虑这些因素对测压效果的影响,只有充分了解这些因素,才能准确测定煤层瓦斯压力。在众多因素中人对测压效果的影响最大,测压结果的准确性主要取决于人。在测压过程中应加强对人的管理、培训,人员素质提高后才能对测压设备、环境等进行有效的组织,才能合理选择测压方法、测压地点以及封孔工艺,提高钻孔测压的成功率,才能准确测定煤层瓦斯压力。
参 考 文 献
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