一種煤巷掘進工作面瓦斯壓力快速測定方法與流程

2023-05-14 20:14:31 3

本發明涉及一種煤巷掘進工作面瓦斯壓力快速測定方法。

背景技術：

目前，煤礦企業主要採用鑽屑指標法、複合指標法和R值指標法等預測煤巷掘進工作面的突出危險性。但這類方法普遍存在適用性差的問題，這類方法一般都要求在向煤層打鑽時存在噴孔、頂鑽等瓦斯動力現象，但許多情況下，這些現場並不出現。

綜上所述，目前還沒有一種具有普遍適用性的簡單有效的煤與瓦斯突出監測方法。

技術實現要素：

根據煤與瓦斯突出的最新研究成果，煤與瓦斯突出與煤巷掘進工作面內的瓦斯壓力有直接關係。因此，預測煤巷掘進工作面的突出危險性，可以通過測定煤巷掘進面瓦斯壓力進行。本發明提出一種煤巷掘進工作面瓦斯壓力快速測定方法，另外，本發明也適用於區域煤層瓦斯壓力測定。

本發明採用的技術方案如下：

一種煤巷掘進工作面瓦斯壓力快速測定方法，其步驟包括：

（a）根據已有數據，或實驗室試驗獲取煤巷掘進工作面內煤樣的瓦斯吸附常數a和b、高壓瓦斯解吸係數A和B；

（b）鑽取煤巷掘進工作面內煤樣，在鑽孔鑽至深度為d時開始計時，當鑽進至2d時，接煤樣，將煤樣裝入煤樣罐，密閉並測量，將測量前的時長記為t0，根據公式，計算煤粒中的瓦斯在發生常壓解吸時，單位質量煤粒解吸量Y1，其中，Y0=，p0為深度為d處的煤層瓦斯壓力；

（c）當所述煤樣罐內瓦斯壓力達到平衡時，確定瓦斯壓力pe，根據公式，計算達到平衡時單位質量煤粒的吸附瓦斯量Y2；

（d）通過公式，得到所述煤樣罐內自由態瓦斯量Y3，其中為所述煤樣罐罐內自由空間體積；

（e）根據質量守恆定律，，即，計算得到p0。

上述步驟中，高壓瓦斯解吸係數A可以按瓦斯飽和吸附量給定，B可以按反映吸附速率常數給定。

在上述煤巷掘進工作面瓦斯壓力快速測定方法的步驟（c）中，獲得pe的方法為：確定測量開始時間t與所述煤樣罐內瓦斯壓力p之間的函數關係，，分別取t1和t2兩個時間，並測定t1和t2時刻的瓦斯壓力值p1和p2，得到和，從而求得pe。。

在上述煤巷掘進工作面瓦斯壓力快速測定方法的步驟（b）中，d值取為2m、4m、6m或8m。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

本發明提供的煤巷掘進工作面瓦斯壓力快速測定方法由於是通過數學物理原理計算確定煤巷掘進工作面瓦斯壓力，因此，本發明操作簡單，快速準確。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

所述煤巷掘進工作面瓦斯壓力快速測定方法，包括如下步驟：

（a）根據已有數據，或實驗室試驗獲取煤巷掘進工作面內煤樣的瓦斯吸附常數a和b、高壓瓦斯解吸係數A和B；

（b）鑽取煤巷掘進工作面內煤樣，在鑽孔鑽至深度為d時開始計時，d取為2m、4m、6m或8m，當鑽進至2d時，接煤樣，將煤樣裝入煤樣罐，密閉並測量，將測量前的時長記為t0，根據公式，計算煤粒中的瓦斯在發生常壓解吸時，單位質量煤粒解吸量Y1，其中，Y0=，p0為深度為d處的煤層瓦斯壓力；

（c）當所述煤樣罐內瓦斯壓力達到平衡時，確定瓦斯壓力pe，具體方法為：確定測量開始時間t與所述煤樣罐內瓦斯壓力p之間的函數關係，，分別取t1和t2兩個時間，並測定t1和t2時刻的瓦斯壓力值p1和p2，得到和，從而求得pe。

根據公式，計算達到平衡時單位質量煤粒的吸附瓦斯量Y2；

（d）通過公式，得到所述煤樣罐內自由態瓦斯量Y3，其中為所述煤樣罐罐內自由空間體積；

（e）根據質量守恆定律，，即，計算得到p0。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。