專利名稱：壓風管下向鉆孔直接測定煤層瓦斯含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直接測定煤層瓦斯含量的方法，尤其是一種利用壓風管的下向鉆孔直接測定煤層瓦斯含量的方法。
背景技術(shù)：
《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中指出，煤層瓦斯含量和煤層瓦斯壓力是突出煤層突出危險性區(qū)域預(yù)測和區(qū)域效果檢驗的主要指標。煤層瓦斯含量測定方法主要有直接法和間接法兩種。間接法需要在井下實測煤層瓦斯壓力，并在實驗室測定煤的吸附常數(shù)、孔隙率、水分、灰分、揮發(fā)分等參數(shù)，然后通過公式計算出煤層瓦斯含量。直接法測定瓦斯含量，首先進行井下瓦斯含量的現(xiàn)場解吸，然后對現(xiàn)場解吸的煤樣進行實驗室殘存量測定，并由解吸量推算瓦斯損失量，最后將解吸量、殘存量、損失量三者相加，可得煤層瓦斯含量。 直接法測定煤層瓦斯含量，最關(guān)鍵的一步是現(xiàn)場取煤樣。一般情況下，通過上向孔靠煤的自重來獲取煤樣比較方便。但在有些礦井，受底板突水、煤層賦存、區(qū)域防突方法選擇等影響因素的制約，無法在煤層底板施工上向鉆孔來獲取煤樣，只能在頂板煤巷或巖巷中施工下向鉆孔。在下向鉆孔施工過程中，孔內(nèi)積水無法排出，導(dǎo)致煤質(zhì)松散或稀釋成煤泥，無法通過取芯鉆獲取完整煤樣，進而無法準確測得煤層瓦斯含量，嚴重阻礙了礦井瓦斯治理工作的順利進展。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足，提供一種簡單易行、可靠性強、能夠準確測定煤層瓦斯含量的壓風管下向鉆孔直接測定煤層瓦斯含量的方法。技術(shù)方案本發(fā)明壓風管下向鉆孔直接測定煤層瓦斯含量的方法，包括以下步驟
(1)利用鉆機從煤層頂板巷道向煤層方向施工一個下向鉆孔，直至見煤為止，并記錄見煤的時刻T1 ；
(2)撤出鉆桿，將壓風管伸入下向鉆孔最底端進行風排積水和煤泥；
(3)待下向鉆孔中的積水和煤泥排凈后，撤出壓風管，將鉆機的鉆頭換成取芯鉆頭，伸入下向鉆孔底端進行取芯，獲取煤樣；
(4)將獲取的煤樣裝入密封罐密封，記錄裝入密封罐的時刻T2，裝入密封罐的時刻T2與見煤的時刻T1間的時間差值為煤樣裝罐前的瓦斯解吸時間
h ;
(5)將密封罐與瓦斯解吸速度測定儀相連，進行2個小時的解吸實驗，獲取一組瓦斯解吸量數(shù)據(jù)，獲取該組瓦斯解吸量數(shù)據(jù)在第0-30min內(nèi)，間隔2min讀一次數(shù)，在第30_60min內(nèi)，每隔3 5min讀一次數(shù),在第60_120min內(nèi)，每隔10 20min讀一次數(shù)；
(6)將獲取的瓦斯解吸量數(shù)據(jù)，代入巴雷爾經(jīng)驗公式計算得出瓦斯損失量，式中Γ為瓦斯解吸量， 、 為待定常數(shù)，I為煤樣裝罐后的瓦斯解吸時間；
(7)用儀器對密封罐中的煤樣測定瓦斯殘存量；解吸量、殘存量、損失量三者之和即為煤層瓦斯含量。有益效果
(1)用壓風管排凈下向鉆孔內(nèi)的積水和煤泥后，取芯鉆頭可取得完整煤樣，確保能準確測得煤層的原始瓦斯含量；
(2)方法簡單易行、施工快，大大提高了工作效率；
(3 )該方法對煤層瓦斯原始狀態(tài)擾動小，提高測量數(shù)據(jù)的可靠性。


圖I是本發(fā)明的剖面施工示意圖。圖中1 一鉆機；2—頂板巷道；3—煤層；4一下向鉆孔；5—鉆桿。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述
本發(fā)明壓風管下向鉆孔直接測定煤層瓦斯含量的方法，首先利用鉆機I從煤層頂板巷道2向煤層3方向施工一個下向鉆孔4，直至見煤為止，并記錄見煤的時刻T1 ;撤出鉆機I的鉆桿5，將壓風管伸入下向鉆孔4最底端進行風排積水和煤泥；待下向鉆孔4中的積水和煤泥排凈后，撤出壓風管，將鉆機I的鉆頭換成取芯鉆頭，伸入下向鉆孔4底端進行取芯，獲取煤樣；將獲取的煤樣裝入密封罐密封，記錄裝入密封罐的時刻T2，裝入密封罐的時刻T2
與見煤的時刻T1間的時間差值為煤樣裝罐前的瓦斯解吸時間^ ;將密封罐與瓦斯解吸速度
測定儀相連，進行2個小時的解吸實驗，獲取一組瓦斯解吸量數(shù)據(jù)，獲取該組瓦斯解吸量數(shù)據(jù)在第0-30min內(nèi)，間隔2min讀一次數(shù),在第30_60min內(nèi)，每隔3 5min讀一次數(shù),在第60-120min內(nèi)，每隔IOlOmin讀一次數(shù)，分別記錄各讀數(shù)；將現(xiàn)場獲取的瓦斯解吸量數(shù)據(jù)代
入巴雷爾經(jīng)驗公式7 =計算得出瓦斯損失量，式中廠為瓦斯解吸量，β、 為
待定常數(shù)， 為煤樣裝罐后的瓦斯解吸時間；然后用儀器對密封罐中的煤樣測定瓦斯殘存量；解吸量、殘存量、損失量三者之和即為煤層瓦斯含量。
權(quán)利要求
1.一種壓風管下向鉆孔直接測定煤層瓦斯含量的方法，其特征在于(1)利用鉆機⑴從煤層頂板巷道⑵向煤層⑶方向施工一個下向鉆孔(4)，直至見煤為止，并記錄見煤的時刻T1;(2)撤出鉆桿(5)，將壓風管伸入下向鉆孔(4)最底端進行風排積水和煤泥；(3)待下向鉆孔(4)中的積水和煤泥排凈后，撤出壓風管，將鉆機⑴的鉆頭換成取芯鉆頭，伸入下向鉆孔(4)底端進行取芯，獲取煤樣；(4)將獲取的煤樣裝入密封罐密封，記錄裝入密封罐的時刻T2，裝入密封罐的時刻T2與見煤的時刻T1間的時間差值為煤樣裝罐前的瓦斯解吸時間;(5)將密封罐與瓦斯解吸速度測定儀相連，進行2個小時的解吸實驗，獲取一組瓦斯解吸量數(shù)據(jù)，獲取該組瓦斯解吸量數(shù)據(jù)在第0-30min內(nèi)，間隔2min讀一次數(shù)，在第30_60min 內(nèi)，每隔3 5min讀一次數(shù),在第60_120min內(nèi)，每隔10 20min讀一次數(shù)；(6)將獲取的瓦斯解吸量數(shù)據(jù)，代入巴雷爾經(jīng)驗公式Γ=計算得出瓦斯損失量，式中Γ為瓦斯解吸量，為待定常數(shù)， 為煤樣裝罐后的瓦斯解吸時間；(7)用儀器對密封罐中的煤樣測定瓦斯殘存量；解吸量、殘存量、損失量三者之和即為煤層瓦斯含量。
全文摘要
一種壓風管下向鉆孔直接測定煤層瓦斯含量的方法，利用鉆機從煤層頂板巷道向煤層方向施工一個下向鉆孔，見煤后撤出鉆桿，將壓風管伸入下向鉆孔最底端，風排積水和煤泥；待下向鉆孔中的積水和煤泥抽凈后，撤出壓風管，將鉆機的鉆頭換成取芯鉆頭，伸入下向鉆孔底端進行取芯，獲取煤樣；將獲取的煤樣裝入密封罐密封，將密封罐與瓦斯解吸速度測定儀相連，進行2個小時的瓦斯解吸實驗，獲得瓦斯解吸量；根據(jù)巴雷爾經(jīng)驗公式計算瓦斯損失量，并用儀器測定密封罐中煤樣的瓦斯殘存量；解吸量、殘存量、損失量三者之和即為煤層瓦斯含量。該方法簡單易行、可靠性強、能夠準確測定煤層瓦斯含量。
文檔編號G01N33/22GK102928571SQ20121042876
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者徐超, 程遠平, 李偉, 王亮 申請人:中國礦業(yè)大學