通過研究含水煤層瓦斯壓力測定方法現(xiàn)狀,確定主要影響測定結(jié)果的因素為水壓干擾、煤泥水干擾。針對以上問題提出了測定新方法,運(yùn)用自動水位補(bǔ)償方法剔除水壓對測定結(jié)果的干擾,通過設(shè)計裝有復(fù)合材質(zhì)傾斜濾網(wǎng)的煤泥沉淀池,完成對煤泥的過濾和導(dǎo)流,實(shí)現(xiàn)對煤泥水的凈化。此方法直接測定瓦斯壓力,避免反推計算,從而減小了環(huán)境因素對測定結(jié)果的干擾。依據(jù)理論設(shè)計了含水煤層瓦斯壓力測定裝置,并進(jìn)行了井下對比試驗,現(xiàn)場試驗結(jié)果表明:運(yùn)用新設(shè)計裝置測定結(jié)果比普通方法更接近理論值,數(shù)據(jù)利用價值高。該裝置操作簡單、自動化程度高、測定結(jié)果準(zhǔn)確,可為含水煤層瓦斯治理提供數(shù)據(jù)支持,確保生產(chǎn)安全。
【部分圖文】：

三類為排除水干擾測定方法，主要應(yīng)用的有測壓管導(dǎo)入氣體直測法、緩慢放水剔除水壓法等。第一類不含水煤層瓦斯測定方法如圖1所示［4］。在煤層布置測壓鉆孔，鉆孔完成后在鉆孔孔口進(jìn)行快速封孔，同時布置好測壓管。封孔完成一段時間后，進(jìn)行注漿。注漿完成后，檢驗封孔氣密性，若無明顯漏氣則立即進(jìn)行壓力檢測。圖1不含水煤層普通測壓方法該方法在不含水煤層進(jìn)行瓦斯壓力測定時效果良好，所測定結(jié)果與地質(zhì)檢測結(jié)果相差不大，測定結(jié)果準(zhǔn)確。但如遇到下列情況測定結(jié)果可能受到影響:(1)當(dāng)煤層水壓大、補(bǔ)給水源充足、水流量不定時，測壓管口易于被礦井涌水淹沒，破壞測壓表，影響測壓結(jié)果。(2)當(dāng)瓦斯壓力小于煤層水壓時，鉆孔內(nèi)的氣體壓力達(dá)到煤層瓦斯壓力，此時鉆孔氣體壓力小于煤層水壓，煤層水繼續(xù)涌入鉆孔，導(dǎo)致氣體被壓縮，氣體壓力增大，最終導(dǎo)致所測壓力值比煤層瓦斯壓力真實(shí)值大。第二類方法中伯努利方程法分析如圖2所示［5］。與不含水煤層測壓法布置鉆孔方式類似，測壓管進(jìn)出口兩端分別安裝電子流量計，將上進(jìn)口端電子流量計所測數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)線導(dǎo)出鉆孔，方便讀齲圖2伯努利流體方程法伯努利方程為:z1+p1γ+v212g=z2+p2γ+v222g+H(1)式中，z1，z2為測壓管進(jìn)口、出口的位置，m;p1，p2為測壓管進(jìn)口、出口的水壓，Pa;v1，v2為水在測壓管進(jìn)口、出口的流速，m/s;H為水流經(jīng)測壓管整個過程的水頭損失，m;γ為水的比重，常取9800N/m3。上式中除p1外，其他數(shù)據(jù)均能測算出，p1即為瓦斯壓力。但如遇到下列情況測定結(jié)果可能受到影響:(1)在現(xiàn)場測定含水煤層瓦斯壓力過程中，大量煤層涌水會攜帶煤泥進(jìn)入鉆孔，在計算整個過程水頭損失、測壓

檢測。圖1不含水煤層普通測壓方法該方法在不含水煤層進(jìn)行瓦斯壓力測定時效果良好，所測定結(jié)果與地質(zhì)檢測結(jié)果相差不大，測定結(jié)果準(zhǔn)確。但如遇到下列情況測定結(jié)果可能受到影響:(1)當(dāng)煤層水壓大、補(bǔ)給水源充足、水流量不定時，測壓管口易于被礦井涌水淹沒，破壞測壓表，影響測壓結(jié)果。(2)當(dāng)瓦斯壓力小于煤層水壓時，鉆孔內(nèi)的氣體壓力達(dá)到煤層瓦斯壓力，此時鉆孔氣體壓力小于煤層水壓，煤層水繼續(xù)涌入鉆孔，導(dǎo)致氣體被壓縮，氣體壓力增大，最終導(dǎo)致所測壓力值比煤層瓦斯壓力真實(shí)值大。第二類方法中伯努利方程法分析如圖2所示［5］。與不含水煤層測壓法布置鉆孔方式類似，測壓管進(jìn)出口兩端分別安裝電子流量計，將上進(jìn)口端電子流量計所測數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)線導(dǎo)出鉆孔，方便讀齲圖2伯努利流體方程法伯努利方程為:z1+p1γ+v212g=z2+p2γ+v222g+H(1)式中，z1，z2為測壓管進(jìn)口、出口的位置，m;p1，p2為測壓管進(jìn)口、出口的水壓，Pa;v1，v2為水在測壓管進(jìn)口、出口的流速，m/s;H為水流經(jīng)測壓管整個過程的水頭損失，m;γ為水的比重，常取9800N/m3。上式中除p1外，其他數(shù)據(jù)均能測算出，p1即為瓦斯壓力。但如遇到下列情況測定結(jié)果可能受到影響:(1)在現(xiàn)場測定含水煤層瓦斯壓力過程中，大量煤層涌水會攜帶煤泥進(jìn)入鉆孔，在計算整個過程水頭損失、測壓管進(jìn)出口水流量時會產(chǎn)生較大影響。(2)當(dāng)水壓較小且流量較小時，由于滲水速度慢，不能充滿整個測壓管，使得測壓數(shù)據(jù)無法測定。當(dāng)水量大、補(bǔ)給水源充足、水壓大且遠(yuǎn)大于瓦斯壓力時，涌水量大于排水量，鉆孔中積水量增大，氣體被壓縮，壓力增大。當(dāng)鉆孔內(nèi)氣體壓力等于煤層內(nèi)瓦斯壓力時，由于煤層水壓遠(yuǎn)大于瓦斯?

造引起的瓦斯積聚時，煤體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與瓦斯含量之間的關(guān)系發(fā)生變化，不能運(yùn)用上述結(jié)論。第三類排除水干擾測定方法中的測壓管導(dǎo)入氣體直測法主要運(yùn)用了瓦斯氣體在水中溶解度低的特點(diǎn)，將測壓管導(dǎo)入上部氣體實(shí)現(xiàn)氣水分離，進(jìn)行測壓。此方法主要適用于煤層涌水量孝瓦斯壓力大于煤層水壓的情況。若當(dāng)煤層涌水量大、補(bǔ)給水源充足、煤層水壓遠(yuǎn)大于瓦斯壓力時，所測定瓦斯壓力受到一定的干擾而不適用。第三類方法中緩慢放水剔除水壓法，主要是在測壓管導(dǎo)入氣體直測法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，安裝儲水箱，水箱下部裝有放水口，如圖3［8］。此方法通過排放鉆孔中水來剔除水壓對瓦斯壓力測定的影響。圖3緩慢放水剔除水壓法此方法可將鉆孔中的水引入儲水箱內(nèi)，防止鉆孔內(nèi)積水過多，淹沒測壓管，導(dǎo)致壓力表破壞。但上述方法遇到下列情況不適用:(1)放水器不可調(diào)節(jié)，當(dāng)煤層涌水量大、水源補(bǔ)給充足、水壓遠(yuǎn)大于瓦斯壓力時，且測壓管所測氣體部分達(dá)到煤層瓦斯壓力時，煤層水繼續(xù)涌入鉆孔，氣體壓力繼續(xù)增大，導(dǎo)致所測氣體壓力大于煤層瓦斯壓力。(2)當(dāng)儲水箱放水量大于鉆孔涌水量時，鉆孔內(nèi)氣體會進(jìn)入儲水箱，儲水箱并未與測壓部件雙向聯(lián)通，氣體無法回流到氣體測壓部分，導(dǎo)致所測結(jié)果受到影響。1．2現(xiàn)有問題總結(jié)(1)水壓。含水煤層中，水壓是影響煤層瓦斯壓力測定的重要因素。測量過程中，當(dāng)水壓大于瓦斯壓力且水源充足時，煤層瓦斯壓力不能真正體現(xiàn)。(2)環(huán)境因素影響。伯努利方程計算對現(xiàn)場試驗條件要求較高，且試驗結(jié)果受環(huán)境影響較大。井下水中所含雜質(zhì)濃度的變化，對計算數(shù)據(jù)影響較大。反推法中利用瓦斯水中溶解度與壓力的影響關(guān)系，可由理論計算得到瓦斯壓力，但瓦斯在水中溶解度受溫度、水純度等因素影響，故當(dāng)鉆孔涌水大且攜帶大量
【參考文獻(xiàn)】

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