煤层瓦斯含量测定技术及装备研究进展
孙四清
杨帆
郑玉岐
张庆利
煤炭科学研究总院,北京 100013;中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西西安 710077
摘要：瓦斯含量是煤与瓦斯突出危险预测、煤层瓦斯资源量估算、矿井瓦斯治理工程设计的重要参数.围绕如何在大区域准确快速测定煤层瓦斯含量,依托国家科技重大专项、国家自然科学基金和煤炭企业联合基金等项目科技攻关,在取样、测试方面取得了一定进展.主要表现在如下 4个方面:①煤层瓦斯含量测定取样经历了孔口接样、岩心管定点取样、压力引射定点取样和密闭取样 4个阶段,密闭取样装备保压能力达到 11.5 MPa,煤心直径达到 38 mm;②针对不同煤层地质条件,发展形成了顺煤层定向长钻孔密闭取样、底板穿层钻孔密闭取样和顶(底)板梳状定向长钻孔密闭取样 3种取样技术;③在河南焦作和山西晋城矿区硬煤层中,顺层定向长钻孔取样深度达到 516 m,密闭取样法测得煤层瓦斯含量较常规取样法分别平均提高了0.44倍和1.04倍.在安徽淮南矿区碎软煤层中,穿层钻孔密闭取样深度达到 209 m,测得煤层瓦斯含量较常规取样法平均提高了 0.26倍;在安徽淮北矿区碎软煤层中,顶(底)板梳状钻孔密闭取样深度达到 484 m,测得煤层瓦斯含量较常规取样法平均提高了 0.19倍,密闭取样法在煤层瓦斯含量测定精度、探测范围上优于常规取样法;④在瓦斯含量测试方面,除了传统解吸法测试,发展了系列煤矿井下瓦斯含量快速测试装备,可实现最快30 min内测得煤层瓦斯含量,一般用于百米孔内的瓦斯含量测试.提出了煤层瓦斯含量测定密闭取样装备需向小型化、轻量化的方向发展,并能实现随钻密闭取样.在测试上,应根据实际情况确定合理的解吸终止限,并将测试装备和密闭取样装备进一步结合,以实现深孔瓦斯含量快速准确测定.密闭取样技术已成为煤层瓦斯含量大区域精准勘查、预测的主要手段,是煤炭安全高效开采的重要技术保障.
关键词：煤层瓦斯含量定点取样密闭取样碎软煤层硬煤
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家科技重大专项(2016ZX05045-002-002)中煤科工西安研究院(集团)有限公司科技创新基金资助项目(2018XAYZD09)
论文发表日期：2024-04-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 164-176 )
英文信息