关键词：高瓦斯；压力测试；技术
淮南矿区大多是高瓦斯矿井，瓦斯直接威胁着煤矿安全生产，而瓦斯压力大小实决定其突出危险性的主要因素之一，因此对高瓦斯矿井测定瓦斯压力显得尤为重要。瓦斯压力测定的原理就是通过钻孔揭露煤层，安设测定仪表并密封钻孔，利用煤层中瓦斯的自然渗透原理测定在钻孔揭露处达到平衡的瓦斯压力。
1瓦斯压力方法分类
1.1 按测压方式分
1.1.1 主动测压法
钻孔封完孔后，通过钻孔向被测煤层充入补偿气体达到瓦斯压力平衡而测定煤层瓦斯压力的测压方法。补偿气体可选用高压氮气(N2)，高压二氧化碳气体(CO2)或其他惰性气体。补偿气体的充气压力应略高于预计煤层瓦斯压力。
1.1.2 被动测压法
钻孔封完孔后，通过被测煤层瓦斯的自然渗透，达到瓦斯压力平衡而测定其瓦斯压力的测压方法。
1.2 按封孔材料分
1.2.1 黄泥、水泥封孔测压法
封孔材料为黄泥，水泥或黄泥水泥混合物，封孔方式为手工操作，主要适用于石门揭煤的瓦斯压力测定。
1.2.2 胶囊-密封粘液封孔测压法
封孔材料为胶囊、密封粘液，封孔方式为手工操作。适用于松软岩层或煤巷瓦斯压力测定。
1.2.3 注浆封孔测压法
封孔材料为膨胀不收缩水泥浆加粘液，封孔方式为压气注浆器或泥浆泵注浆封孔。适用于井下各种条件下的瓦斯压力测定，特别适用于近距离煤层群分煤层的瓦斯压力测定。
2煤层瓦斯压力测试的必要性
煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力。它是煤层瓦斯赋存与涌出的基本参数，亦是煤层瓦斯流动的动力。煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量的一个主要因素，当煤的吸附瓦斯能力相同时，煤层瓦斯压力越高，煤中所含瓦斯量也就越大。它不仅决定着煤层瓦斯含量与涌出量的大小，而且对于合理地进行通风设计起着重要的作用。因此，准确测定煤层瓦斯压力是十分必要的。
3某工作面概况
某矿被保护工作面为4煤工作面，4-2煤层煤厚0～2.82m，平均0.93m，煤层多见变薄尖灭，不可采区分布Ⅵ西～Ⅶ线间F1断层上盘-650m以下、Ⅶ～Ⅷ东线间F252断层下盘及南翼Ⅱ-Ⅲ～Ⅳ西之间。可采指数为0.77，变异系数60.63%，属不稳定煤层。煤层结构简单，局部含夹矸。煤层底板为泥岩、粉砂岩，少量碳质泥岩。顶板多为粉砂岩、细砂岩和砂泥岩互层。下距4-1煤层2.5m左右。
4-1煤层煤厚0.73～8.48m，平均3.70m，煤层厚度变化较大，无规律。可采指数为1，变异系数46.19%，属较稳定煤层。煤层结构简单～较简单，含夹矸1～2层。Ⅳ线南段有岩浆侵入煤层，使Ⅳ13、Ⅳ15孔煤层部分被吞蚀，煤变质为天然焦。煤层底板为泥岩、砂质泥岩，顶板多为粉砂岩、细砂岩，局部为砂质泥岩。
4-1煤层与4-2煤层平均层间距为2.55m，形成复成合顶板，直接顶板多为泥岩、砂质泥岩和砂泥岩互层，节理发育。4-1煤层伪底厚度0.50m左右，呈零星分布，岩性为含炭泥岩、炭质泥岩。直接底板为泥岩、砂质泥岩，老底多为泥岩。
4 测定方法
目前测定煤层瓦斯压力的方法有两种，一是间接测定方法，二是直接测定方法。间接测定煤层瓦斯压力方法是根据煤层瓦斯流动规律、煤层透气性系数、瓦斯解吸规律、煤层瓦斯含量系数曲线等，通过计算推测出该地点的瓦斯压力。直接测定煤层瓦斯压力方法是先用钻机由岩层巷道或煤层巷道向预定测量煤层瓦斯压力的地点施工钻孔，然后在钻孔中放置测压装置再将钻孔严密封闭堵塞并将压力表和测压装置相连来测出瓦斯压力。本次测定按照AQ/T1047-2007《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》有关规定，采用直接法测定瓦斯压力。
对于穿层钻孔，原则上要求全岩段封孔，且封孔深度不小于20m。具体方法为：根据封孔深度确定水泥及膨胀剂的数量，并按一定比例配制成水泥浆，用注浆泵一次连续将水泥浆注入孔内，经24h凝固后，然后安装压力表。
钻孔施工完毕后应及时、连续观察、记录表值的变化，直到表压值稳定5～7天为止。测压主要材料包括425标号水泥、Φ16×2mm输送流体用无缝钢管作测压管以及注浆管、管接头、压力表接头、压力表、注浆设备等。
5 煤层瓦斯压力测试结果
在某底抽巷靠近某工作面始采线正下方的位置，向某工作面施工了6组穿层孔进行瓦斯压力测试
其中A1、A5、A7号孔测压正常，其瓦斯压力观测结果见表1所示。
表1 被保护层某工作面瓦斯压力测试结果
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根据AQ/T1047-2007《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》第8.4.4条规定“同一测压地点以最高瓦斯压力测定值作为测定结果”，该测试地点的瓦斯压力为0.62MPa。
6煤层瓦斯含量测试
6.1煤层瓦斯含量测试方法
依据GB/T23250-2009《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》的有关规定，煤层瓦斯含量采用DGC瓦斯含量直接测定装置直接法测定。具体为在施工测压钻孔时井下定点取样进行井下、实验室解吸测试，采样深度应符合GB/T23250-2009《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》的规定。
本次测试要求所有穿层测压孔和煤层变形量测试孔施工见煤时均进行原始瓦斯含量测试，在被保护层进行钻孔瓦斯预抽后，进行残余瓦斯含量测试。
6.2 煤层瓦斯含量测试结果
现场施工A、C、E、F区考察孔时，均进行了原始瓦斯含量测试，共取得了34个孔的测试数据，被保护层区域瓦斯含量为3.175~5.9785m3·t-1，平均为4.366 m3·t-1。
结束语
我们通过对某工作面进行煤层瓦斯压力测试，取得准确测试结果，为后续瓦斯治理提供了科学依据和指导，为矿井安全生产提供了保障。
参考文献：
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论文作者:李宝
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：瓦斯论文; 煤层论文; 压力论文; 泥岩论文; 钻孔论文; 工作面论文; 含量论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;