煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座煤层主要瓦斯参数煤层主要瓦斯参数及其测定方法及其测定方法俞启香俞启香 ( (教授教授 、 博导、国家安全生产专家）博导、国家安全生产专家）中国矿业大学中国矿业大学国家煤矿瓦斯治理工程研究中心国家煤矿瓦斯治理工程研究中心煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座主要内容主要内容1.1.煤层瓦斯含量及其测定煤层瓦斯含量及其测定2.2.煤层瓦斯压力及其测定煤层瓦斯压力及其测定3.3.煤层的透气性及其测算煤层的透气性及其测算煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座1、煤层瓦斯含量及其测定、煤层瓦斯含量及其测定 1.1 1.1 煤层瓦斯含量释义煤层瓦斯含量释义 煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量是是指指在在天天然然条条件件下下, ,单单位位质质量量或或体体积积的的煤煤体体中中所所含含的的瓦瓦斯斯量量(m(m3 3/t/t煤煤或或m m3 3/m/m3 3煤煤) )。煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量是是煤煤矿矿开开采采和和煤煤矿矿安安全全生生产产中中的的一一项项重重要要基基本本参参数数，可可用用于于矿矿井井、采采区区和和工工作作面面瓦瓦斯斯涌涌出出量量预预测测、确确定定矿矿井井瓦瓦斯斯等等级级、通通风风设设计计、产产量量配配产产、瓦瓦斯斯储储量量计计算算、瓦瓦斯斯抽抽放放和和利利用用以以及及煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出危危险险性性鉴鉴定定等方面。等方面。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量的的大大小小决决定定于于成成煤煤过过程程中中生生成成的的瓦瓦斯斯量量和和煤煤层层及及围围岩岩保保存存瓦瓦斯斯的的条条件件。煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量的的确定方法有测定法和计算法。计算法如下确定方法有测定法和计算法。计算法如下: : 煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量（m m3 3标标/t/t煤煤）等等于于煤煤的的吸吸附附瓦瓦斯斯量量x xx x与游离瓦斯量与游离瓦斯量x xy y之和。之和。 X=xX=xX=xX=xx x x x+x+x+x+xy y y y x x x xx x x x= = = =e e e en(tn(tn(tn(t0 0 0 0-t)-t)-t)-t)1/1/1/1/（1+0.31W1+0.31W1+0.31W1+0.31W）(100-A-W(100-A-W(100-A-W(100-A-W）/100/100/100/100 abp/ abp/ abp/ abp/（1+bp1+bp1+bp1+bp） x x x xy y y y=VT=VT=VT=VT0 0 0 0p/Tpp/Tpp/Tpp/Tp0 0 0 0煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 式中式中, , t t0 0、t t分别为测定吸附常数时的实验温度和煤分别为测定吸附常数时的实验温度和煤层瓦斯的温度层瓦斯的温度o oC;C; n n 为系数，按下式确定：为系数，按下式确定：n=0.02/(0.993+0.07p) n=0.02/(0.993+0.07p) ; ; W W、A A 分别为煤的水分和灰分分别为煤的水分和灰分,%;,%; a a、b b为煤的吸附常数，其单位分别为为煤的吸附常数，其单位分别为m m3 3/t/t，MPaMPa-1-1; ; p p、分别为煤层的瓦斯压力分别为煤层的瓦斯压力(MPa)(MPa)和瓦斯压缩系和瓦斯压缩系数数; ; V V、T T =273+t =273+t 分别为吨煤的孔隙容积分别为吨煤的孔隙容积(m3/t(m3/t煤煤) )和和煤层瓦斯的温度；煤层瓦斯的温度； T T0 0、p p0 0 分别为标准状况下的绝对温度分别为标准状况下的绝对温度(273K)(273K)和压和压力力(0.101325MPa)(0.101325MPa)煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座1.2 1.2 煤层瓦斯含量测定煤层瓦斯含量测定 目目前前，我我国国普普遍遍采采用用的的煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量测测定定方方法法有有三三类类：地地勘勘解解吸吸法法，间间接接法法和和井井下下解解吸吸法法。现分述如下。现分述如下。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座（1 1）地勘解吸法）地勘解吸法 这这是是一一种种煤煤田田地地质质勘勘探探和和煤煤层层瓦瓦斯斯地地面面开开发发时时最最常常用用的的煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量测测定定方方法法。地地勘勘解解吸吸法法在在我我国国煤煤田田地地质质勘勘探探部部门门得得到到了了广广泛泛的的推推广广应应用用，并一直沿用至今。并一直沿用至今。 煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座地地勘勘解解吸吸法法测测定定煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量的的基基本本原原理理及及依依据据为：为： 煤煤层层原原始始瓦瓦斯斯含含量量X X0 0由由取取芯芯过过程程煤煤样样漏漏失失瓦瓦斯斯量量V V1 1、地地面面解解吸吸瓦瓦斯斯测测定定量量V V2 2和和残残存存瓦瓦斯斯量量V V3 3构构成成,X,X0 0= V= V1 1+ V+ V2 2+ V+ V3 3； 在一定时间内，煤在一定时间内，煤-1000-800-600-400-20002004006008001000020406080100120（t0+t）0.5解吸瓦斯量（ml）漏失瓦斯量（ml）图图1.2.1 1.2.1 瓦斯漏失量瓦斯漏失量V V1 1-计算图计算图 样在地面的解吸瓦斯量与解吸时间之间遵循样在地面的解吸瓦斯量与解吸时间之间遵循V V2 2- -（t t0 0+t+t）0.50.5关系；关系； 煤芯提至钻孔深度的一半时开始解吸瓦斯；煤芯提至钻孔深度的一半时开始解吸瓦斯； 取取芯芯过过程程中中煤煤样样瓦瓦斯斯漏漏失失量量可可按按V V1 1- - （t t0 0+t+t）0.50.5推推算算，见见图。图。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座150667 7罐盖罐盖罐体罐体压紧螺丝压紧螺丝垫圈垫圈胶垫胶垫密封罐密封罐煤心瓦斯解析仪煤心瓦斯解析仪量管量管水槽水槽弹簧夹弹簧夹放水管放水管螺旋夹螺旋夹吸气球吸气球温度计温度计弹簧夹弹簧夹排气管排气管穿刺针头穿刺针头密封灌密封灌 煤芯在地面的解吸瓦斯量煤芯在地面的解吸瓦斯量V2由煤芯瓦斯解吸由煤芯瓦斯解吸仪测得仪测得图图 1.2.2 1.2.2 煤芯瓦斯解吸仪示意图煤芯瓦斯解吸仪示意图煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 图图1.2.3 1.2.3 真空脱气测定装置示意图真空脱气测定装置示意图13151412111098765423116171819超级恒温器超级恒温器 密封罐密封罐 穿刺针头穿刺针头 滤尘器滤尘器 集水瓶集水瓶 冷却管冷却管 水银真水银真空计空计 隔水瓶隔水瓶 吸水管吸水管 排水瓶排水瓶 吸气瓶吸气瓶 真空瓶真空瓶 大量管大量管 小量管小量管 取气支管取气支管 水准瓶水准瓶 干燥管干燥管 分隔球分隔球 真空泵真空泵 A 螺旋夹螺旋夹 B、C、D、E、F单向活塞单向活塞 G、H、I、J、K三通活塞三通活塞L、N120三通活塞三通活塞 残存瓦斯量残存瓦斯量V V3 3由真空脱气测定装置（见图）由真空脱气测定装置（见图）测得。测得。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 从从地地勘勘解解吸吸法法十十年年多多来来的的应应用用情情况况统统计计分分析析结结果果看看99，和和早早期期采采用用的的密密闭闭罐罐法法、集集气气法法相相比比，地地勘勘解解吸吸法法煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量测测值值成成功功率率和和可可靠靠性性都都有有较较大大幅幅度度的的提提高高，但但测测值值仍仍有有较较大大的的误误差差：孔孔深深小小于于500m500m时时，地地勘勘瓦瓦斯斯含含量量有有约约70%70%的的测测值值偏偏低低151525%25%，20%20%的的测测值值偏偏高高101015%15%，整整体体测测值值偏偏低低约约101015%15%；煤煤层层埋埋深深大大于于500m500m，特特别别是是达达到到800m800m以以上上时时，普普遍遍具具有有测测值值偏偏低低程程度度随随孔孔深深增增加加而而加加大大的的趋趋势势，有有85%85%以以上上的的测测值值低低303040%40%，最最高高达达到到50%50%以以上上，只只有有不不足足8%8%的测值偏高的测值偏高5 510%10%。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 地地勘勘解解吸吸法法含含量量测测值值普普遍遍偏偏低低的的主主要要原原因因在在于于煤煤样样漏漏失失瓦瓦斯斯量量估估算算不不尽尽合合理理，具具体体表表现现在两个方面：在两个方面： 其其一一，煤煤芯芯在在泥泥浆浆介介质质中中的的瓦瓦斯斯解解吸吸与与煤煤层层原原始始瓦瓦斯斯压压力力、上上覆覆泥泥浆浆压压力力有有关关，人人为为地地将将煤煤芯芯在在钻钻孔孔中中开开始始解解吸吸瓦瓦斯斯的的时时间间固固定定为为煤煤芯提至钻孔深度的一半，是不合理的；芯提至钻孔深度的一半，是不合理的； 其其二二，煤煤芯芯在在钻钻孔孔中中的的瓦瓦斯斯解解吸吸是是在在泥泥浆浆介介质质中中完完成成的的，而而煤煤样样在在地地面面的的瓦瓦斯斯解解吸吸是是在在空空气气介介质质中中进进行行的的，两两者者的的介介质质环环境境及及介介质质压压力力条条件件差差异异较较大大，用用煤煤样样在在地地面面的的瓦瓦斯斯解解吸吸规规律律推推算算提提钻钻过过程程中中的的煤煤样样漏漏失失瓦瓦斯斯量量缺缺乏乏充充分分的依据。这两点我们已完成了改善研究。的依据。这两点我们已完成了改善研究。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座泥浆介质中取芯过程煤的瓦斯解吸规律及应用研究泥浆介质中取芯过程煤的瓦斯解吸规律及应用研究（3 3）泥浆介质中取芯煤）泥浆介质中取芯煤芯芯瓦斯解吸过程模拟瓦斯解吸过程模拟（B B）模拟装置）模拟装置1复合真空计2真空泵 3真空管系4真空硅管5玻璃三通阀6高纯瓦斯瓶 7精密压力表8针形三通阀9充气罐10煤样罐 11水浴 12恒温器 13泥浆(水)罐 14注浆(水)孔15氮气瓶 16解吸仪 17色谱仪 18紫铜管 19针形二通阀煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座（2 2）间接法）间接法 间间接接法法主主要要用用于于生生产产矿矿井井煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量测测定定，偶偶尔尔用用于于地地勘勘期期间间煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量测测定定。该该方方法法的的理理论论基基础础是是单单分分子子层层吸吸附附模模型型的的朗朗格格缪缪尔尔方方程程（Langmuir Langmuir EquationEquation），它它确确定定煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量的的方方式式与与步步骤骤为为：实实测测煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力；实实验验测测定定煤煤样样可可燃燃基基的的瓦瓦斯斯吸吸附附常常数数；用用朗朗格格缪缪尔尔方方程程计计算算煤煤的的可可燃燃基基瓦瓦斯斯含含量量，并并通通过过水水分分、灰灰分分、温温度度、压压力力等等校校正正得得到到原原煤煤的的瓦瓦斯斯含含量量。这这一一方方法法的的计计算算基基础础都都是是来来自自实实测测值值，而而计计算算模模型型又又得得到到理理论论证证明明，故故可可信信度度较较高高，但但测测准准煤煤层层瓦瓦斯压力较难，工作量较大。斯压力较难，工作量较大。 煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座（3 3）井下解吸法）井下解吸法 该该方方法法是是在在地地勘勘解解吸吸法法原原理理基基础础上上改改进进、发发展展形形成成的的直直接接在在井井下下测测定定煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量的的方方法法，它它在在我我国国煤煤矿矿本本煤煤层层、邻邻近近层层瓦瓦斯斯含含量量测测定定中中广广为为采采用用。测测定定时时，先先在在煤煤层层打打钻钻孔孔，采采集集钻钻（煤煤）屑屑（本本煤煤层层）或或打打穿穿层层钻钻孔孔采采集集煤煤芯芯（邻邻近近层层），然然后后测测定定采采集集的的煤煤屑屑样样在在空空气气介介质质中中的的瓦瓦斯斯解解吸吸规规律律，并并据据此此推推算算钻钻屑屑或或煤煤芯芯在在采采集集过过程程中中试试样样的的漏漏失失瓦瓦斯斯量量，最最后后根根据据漏漏失失瓦瓦斯斯量量、解解吸吸瓦瓦斯斯量量、残残存存瓦瓦斯斯量量和和煤煤样样重重量量计计算算煤煤层层原原始始瓦瓦斯斯含含量。量。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 井井下下解解吸吸法法采采用用如如下下方方法法推推算算试试样样采采集集过过程中的漏失瓦斯量：程中的漏失瓦斯量： 试试样样的的瓦瓦斯斯解解吸吸从从到到达达既既定定深深度度（本本煤煤层）或穿透岩层见煤（邻近层）时开始计时；层）或穿透岩层见煤（邻近层）时开始计时； 本本煤煤层层钻钻屑屑采采集集过过程程中中试试样样的的漏漏失失瓦瓦斯斯量量按按Q(tQ(t0 0+t)+t)0.50.5规规律律推推算算，邻邻近近层层穿穿层层钻钻孔孔煤煤芯芯采采集集过过程程试试样样漏漏失失瓦瓦斯斯量量按按Q(tQ(t0 0+t)+t)0.50.5规规律律推算。推算。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 2.1 2.1 2.1 2.1 定义与影响因素定义与影响因素定义与影响因素定义与影响因素 煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力是是瓦瓦斯斯在在煤煤层层中中所所呈呈现现的的压压强强。它它是是游游离离瓦瓦斯斯分分子子热热运运动动撞撞击击所所产产生生的的作作用用力力, ,其其方方向向垂垂直直于于孔孔隙隙壁壁, ,在在某某一一点点其其大大小小相相等等。它它也也是是单单位位体体积积中中所所含含有有的的瓦瓦斯斯压压力力潜潜能能。煤煤层层未未受受采采动动影影响响区区域域的的瓦瓦斯斯压压力力称称为为原原始始瓦瓦斯斯压压力力；已已排排放放瓦瓦斯斯或或已已抽抽放放瓦瓦斯斯区区域域的的煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力称称为为残残存存（残残余余）瓦瓦斯斯压压力力。煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力是是决决定定煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量和和煤煤层层突突出出危危险险性性大大小小的的主主要要因因素素之之一一，是是进进行行瓦瓦斯斯管管理理等等工工作作的的基基础础参参数数。当当煤煤的的煤煤化化程程度度相相同同时时，煤煤层层瓦瓦斯斯压压力越大，煤层瓦斯含量也越高。力越大，煤层瓦斯含量也越高。 2 2 煤层瓦斯压力及其测定煤层瓦斯压力及其测定煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力主主要要受受煤煤层层埋埋藏藏深深度度、煤煤层层顶顶底底板板岩岩层层的的透透气气性性、地地质质构构造造、煤煤层层赋赋存存形形态态、地地应应力力和和地地下下水水活活动动等等因因素素影影响响。当当煤煤层层有有露露头头时时，在在瓦瓦斯斯风风化化带带下下边边界界（甲甲烷烷带带上上边边界界）的的煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力一一般般为为0.15-0.25MPa,0.15-0.25MPa,在在地地质质构构造造简简单单条条件件下下, , 煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力随随埋埋深深增增加加而而加加大大,;,;如如果果煤煤层层连连续续、构构造造稳稳定定，相相同同埋埋深深处处同同一一煤煤层层的的瓦瓦斯斯压压力力相相等等。中中梁梁山山煤煤矿矿K1K1煤煤层层在在垂垂深深378m378m水水平平，在在同同一一地地质质构构造造单单元元沿沿走走向向128m128m范范围围内内，测测得得的的瓦瓦斯压力为。斯压力为。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座2. 2 2. 2 煤层瓦斯压力的测定方法煤层瓦斯压力的测定方法 煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力的的测测定定方方法法有有直直接接测测定定法法和和间间接测定法两类。接测定法两类。 1 1）间接测定法）间接测定法有有: : 根据煤层瓦斯含量推算煤层瓦斯压力根据煤层瓦斯含量推算煤层瓦斯压力; ; 根根据据煤煤巷巷掘掘进进或或采采煤煤瓦瓦斯斯涌涌出出量量推推算算煤煤层层瓦斯压力瓦斯压力; ; 根根据据煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力梯梯度度求求算算煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力。这类方法精度比较低，仅在有限的条件下使用。这类方法精度比较低，仅在有限的条件下使用。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座2 2）直接测定法）直接测定法 直直接接测测定定法法是是直直接接在在测测定定瓦瓦斯斯压压力力地地点点进进行行测测定定的的方方法法，其其工工序序有有打打钻钻孔孔、封封孔孔和和测测压压。典典型型的的测测定定方方法法是是在在岩岩石石巷巷道道中中向向煤煤层层打打钻钻孔孔，用用不不同同的的密密封封材材料料封封堵堵钻钻孔孔，在在测测压压导导管管上上安安设设压压力力表表测测压压。封封孔孔方方法法有有人人工工填填料料封封孔孔、机机械械压压注注填填料料封封孔孔、封封孔孔器器封封孔孔（胶胶圈圈封封孔孔器器、胶胶囊囊密密封封液液封封孔孔器器和和三三相相泡泡沫沫密密封封钻钻孔孔器器）等等。测测压压地地点点要要选选在在没没有有地地质质构构造造破破坏坏和和岩岩层层密密封封性性能能好好的的地地方方，如如岩岩层层含含水水，应应该该用用填填料料将将钻钻孔孔含含水水层层段段堵堵严隔离，以防水压干扰瓦斯压力测定结果。严隔离，以防水压干扰瓦斯压力测定结果。 煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座图图2.4.1 2.4.1 填料法封孔示意图填料法封孔示意图前端筛管前端筛管压压力力表表钻孔钻孔5075mm测压管测压管610mm木锲木锲填充材料填充材料挡料圆盘挡料圆盘不小于不小于8m（1 1）人工填料封孔）人工填料封孔煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座（2) 2) 机械压注填料封孔机械压注填料封孔 以压缩空气或泥浆泵为动力以压缩空气或泥浆泵为动力, ,将将预先调制的膨胀性水泥浆或树脂或预先调制的膨胀性水泥浆或树脂或聚胺脂压入钻孔进行封孔。这一方聚胺脂压入钻孔进行封孔。这一方法对倾角大的钻孔封孔效果较好，法对倾角大的钻孔封孔效果较好，对近水平钻孔，由于钻孔顶部不易对近水平钻孔，由于钻孔顶部不易充满填料，易漏气。充满填料，易漏气。 煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座图图2.4.2 2.4.2 胶圈封孔器结构示意图胶圈封孔器结构示意图1234569781012111、补充气体入口、补充气体入口 2、固定把、固定把 3、加压手把、加压手把 4、推力轴承、推力轴承 5、胶圈、胶圈 6、粘液压力表、粘液压力表 7、胶圈、胶圈 8、高压胶管、高压胶管 9、阀门、阀门 10、二氧化碳瓶、二氧化碳瓶 11、粘液、粘液 12、粘液罐、粘液罐（3 3）封孔器封孔）封孔器封孔煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座2.4.3 2.4.3 我我国国部部分分矿矿井井的的煤煤层层瓦瓦斯斯压压力力实实测测值值 我国部分矿井的煤层瓦斯压力实测值我国部分矿井的煤层瓦斯压力实测值 表表煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座3 3 煤层的透气性及其测算煤层的透气性及其测算 3.13.1定义和影响因素定义和影响因素 煤煤层层透透气气性性是是煤煤层层对对瓦瓦斯斯流流动动难难易易程程度度的的属属性性。它它是是煤煤层层瓦瓦斯斯流流动动规规律律考考察察、瓦瓦斯斯抽抽放放可可行行性性分分析析、煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出预预测测和和防防治治研研究究的的基基础础性性质质。煤煤层层的的透透气气性性常常用用煤煤层层透透气气性性系系数数或或渗渗透透率率的的大大小小来来定定量量表表达达。煤煤层层透透气气性性系系数数大大，表表明明煤煤层层透透气气性性好好，瓦瓦斯斯流流动动容容易易。煤煤层层的的透透气气性性主主要要取取决决于于：煤煤体体空空隙隙结结构构分分布布及及大大小小；煤煤层层层层理理、节节理理、及及裂裂隙隙发发育育程程度度；地地应应力力大大小小以以及及采采动动影影响响等等，可可以以通通过过实实际际测测定定获获得煤层透气性系数。得煤层透气性系数。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 煤煤层层透透气气性性系系数数是是衡衡量量煤煤层层透透气气性性大大小小的的指指标标。物物理理意意义义是是在在1m1m3 3煤煤体体的的两两侧侧，压压力力平平方方差差为为1MPa1MPa2 2时时，通通过过1m1m长长度度的的煤煤体体，在在1m1m2 2煤煤面面积积上上每每天天流流过过的的瓦瓦斯斯量量。煤煤层层透透气气性性系系数数在在不不同同地地点点相相差差很很大大。在在集集中中应应力力带带，煤煤层层透透气气性性可可降降低低一一半半或或更更多多；而而在在卸卸压压带带，则则可可增增加加几几十十倍到几万倍。倍到几万倍。1m1MPaP21m1mM3/m2.d煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座3.2 3.2 测定与计算方法测定与计算方法 煤层透气性系数测定煤层透气性系数测定 单一钻孔流量法：单一钻孔流量法： 打打一一个个垂垂直直穿穿透透煤煤层层钻钻孔孔，封封孔孔后后，测测出出煤煤层层真真实实的的瓦瓦斯斯压力，压力压力，压力煤层煤层钻孔钻孔流量计流量计阀门阀门压力表压力表测压管测压管钻孔密封段钻孔密封段值稳定后，打开测压孔排放瓦斯，记录排放瓦斯的值稳定后，打开测压孔排放瓦斯，记录排放瓦斯的时间和流量以及煤层厚度、钻孔直径等参数，利用时间和流量以及煤层厚度、钻孔直径等参数，利用表所列公式进行计算。表所列公式进行计算。煤层透气性测定示意图煤层透气性测定示意图煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 4 tp01.5 qr1 4tp01.5F0= , A= , B= r2 p02-p12 r2 F0=10-21 F0=110 F0=10102 F0=102103 F0=103105 F0=105107 =A1.61B1/1.64 =A1.39B1/2.56 =1.1A1.25B1/4 =1.83A1.14B1/7.3 =2.1A1.11B1/9 =3.14A1.07B1/14.4 表表3.1 3.1 煤层透气性系数的计算公式表煤层透气性系数的计算公式表 在这些公式的在这些公式的7个参数中，只有个参数中，只有 是未知数，是未知数，故可计算出故可计算出 。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座 注注：p p0 0为为煤煤层层原原始始瓦瓦斯斯压压力力，MPaMPa；p p1 1为为排排瓦瓦斯斯时时钻钻孔孔内内瓦瓦斯斯压压力力，MPaMPa； 为为煤煤层层透透气气系系数数，m m2 2/ /（MPaMPa2 2.d.d）;r;r为为钻钻孔孔半半径径,m; ,m; 为为煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量系系数数,m,m3 3/(m/(m3 3.MPa.MPa1/21/2) )。 =X/p=X/p1/21/2；X X为为煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量，m m3 3/m/m3 3；p p为为确确定定煤煤层层瓦瓦斯斯含含量量时时的的瓦瓦斯斯压压力力，MPaMPa；q q为为比比流流量量（钻钻孔孔煤煤壁壁单单位位面面积积的的瓦瓦斯斯流流量量），m m3 3/ /（m m2 2.d.d）;t;t为为测测定定瓦斯流量瓦斯流量q q时的排瓦斯时间时的排瓦斯时间,d;F,d;F0 0 为时间准数。为时间准数。煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座表表3.2 3.2 我国部分矿区煤层透气系数实测值我国部分矿区煤层透气系数实测值 煤煤矿矿瓦瓦斯斯灾灾害害防防治治技技术术讲讲座座u 谢谢！