鑽孔瓦斯湧出初速度的測定方法
作者：mkaq
2009-02-14 19:24
來源：本站原創
中華人民共和國煤炭工業部1996—12—30批準 1997—11—01實施
前言
鑽孔瓦斯湧出初速度是用於 煤礦井下工作麵預測煤與瓦斯突出危險或防突 措施效果檢驗的一項重要指標，它是經過國內外廣大煤炭 科技人員經過長期的研究和試驗得出的。雖然在研究過程中形成了一套可行的測定操作方法，但由於沒有對測定儀表、測定過程等細節內容進行更嚴密的測試、考察和研究，也沒有形成一個可供 煤礦測定人員作為依據的規範性文件，使得在一些突出礦井中，由於測定操作不正確等原因，造成預測失誤，甚至釀成了人身傷亡 02manbetx.com 。因此，製定本 標準，可以使廣大突出礦井正確測定鑽孔瓦斯湧出初速度，避免或減少不必要的失誤所造成的損失，對促進突出礦井的 安全生產有著重要的意義。
本 標準以中華人民共和國煤炭工業部製定的《防治煤與瓦斯突出細則》(1995年版，簡稱《防突細則》)為依據。
附錄A為 標準的附錄。
本 標準由煤炭工業部 科技教育司提出。
本標準由煤炭工業部 煤礦 安全標準化委員會歸口。
本標準起草單位：煤炭科學研究總院重慶分院。
本標準主要起草人：孫東玲、龍伍見、徐三民、王先義、陳慶。
本標準委托 煤礦 安全標準化技術委員會煤礦瓦斯防治及設備分會負責解釋。
1 範圍
本標準規定了鑽孔瓦斯湧出初速度的測定原理、儀表及工具和測定過程。
本標準適用於煤礦井下工作麵突出危險性預測和防突 措施效果檢驗時測定鑽孔瓦斯湧出初速度。
2 定義
本標準采用下列定義。
鑽孔瓦斯湧出初速度 initial velocity of gas emission from borholes
在煤層中按規定的技術要求施工鑽孔，在達到預定深度，2min時，在規定長度鑽孔內湧出的瓦斯流量。用符號qm或q表示，其單位為L／min或L／m·min。
3 測定原理
用電煤鑽或風煤鑽帶動螺旋鑽杆，在煤層中鑽進φ42mm鑽孔，每鑽進1 m或鑽進到預定深度，退出鑽杆，送入封孔器，用打氣筒充氣封孔，然後用流量計測定打鑽結束後2min時規定長度鑽孔的瓦斯流量。其測定方法示意圖見圖1。
1—流量計；2—壓力表；3—導氣管；4—封孔器；5—測量室管；6—測量室；7—鑽孔壁
圖1 鑽孔瓦斯湧出初速度測定方法示意圖
4 儀表及工具
4．1 測定裝置：
a) 測量室管 長度有0．5m和1．0m兩種規格。
b) 封孔器 壓氣密封係統的工作壓力不小於0．2MPa，並且在停止充氣後每分鍾的壓力降低值不得超過0．02MPa。應保證封孔段的長度不小於150mm。
c) 導氣管 當瓦斯流量為5L／min時，導氣管內孔的總阻力不大於300Pa。
d) 壓力表 量程為0～0．6MPa，準確度應優於2．5級。
4．2 流量計 量程應包括1～30L／min的流量範圍，準確度應優於2．5級。流量計應符合相應的國家計量檢定 01manbetx 的規定。
4．3 常用工具：
秒表 一隻。
地質羅盤 一個。
皮卷尺(規格：5m) 一個。
扳手(規格：200mm) 二把。
管鉗(規格：300mm) 二把。
鋼絲鉗 一把。
5 測定過程
5．1 鑽孔布置
5．1．1 煤巷掘進工作麵：
用鑽孔瓦斯湧出初速度法進行突出危險性預測或防突 措施效果檢驗時，應在掘進工作麵煤層的軟分層中靠近巷道兩幫，至少各打一個平行於巷道掘進方向、直徑42mm、深度為3．5m的鑽孔(見圖2)。當煤層有兩個或兩個以上軟分層時，鑽孔應打在最厚的軟分層中。
1—煤層巷道；2—鑽孔；3—封孔器；4—導氣管；5—測量室
圖2 用鑽孔瓦斯湧出初速度法進行預測或檢驗的鑽孔布置平麵圖
用鑽孔瓦斯湧出初速度和鑽屑量進行突出危險性預測或防突 措施效果檢驗時，其鑽孔布置為：在傾斜或急傾斜煤層掘進工作麵至少打2個、緩傾斜煤層掘進工作麵至少打3個直徑為42mm的鑽孔，其中隻值指標法的鑽孔深度為5．5～6．5m，其他方法的鑽孔深度不得大於9m。鑽孔應布置在煤層軟分層中，一個鑽孔位於工作麵中部，並平行於掘進方向，其他鑽孔的終孔點應位於巷道輪廓線外2～4m處(見圖3)。當煤層有兩個或兩個以上軟分層時，鑽孔應布置在最厚的軟分層中。
1—巷道；2—鑽孔
圖3 用鑽孔瓦斯湧出初速度和鑽屑量進行預測或檢驗的鑽孔布置平麵圖
5．1．2 回采工作麵：
在回采工作麵運輸平巷以上10m、回風平巷以下15m，沿工作麵每隔10～15m布置一個垂直於工作麵煤壁的鑽孔，孔深根據工作麵條件確定，但不得小於3．5m(見圖4)。
1一運輸平巷；2一回風幹巷；3一鑽孔
圖4 回采工作麵鑽孔布置平麵圖
5．1．3 對各類工作麵進行防突措施效果檢驗時，其鑽孔布置除應滿足上述要求外，還應將檢驗孔打在兩個防突措施鑽孔的中間。
5．2 測定步驟
5．2．1 儀器的準備：
用鑽孔瓦斯湧出初速度法進行突出危險性預測或防突措施效果檢驗時，應選用測量室管長度為0．5m的測定裝置；用鑽孔瓦斯湧出初速度和鑽屑量進行突出危險性預測或防突措施效果檢驗時，應選用測量室管長度為1．0m的測定裝置。
按鑽孔深度要求將測定裝置的封孔器、導氣管、測量室管等與各輔助部件連接好，檢查是否氣密。
5．2．2 打孔：
按5．1的有關要求布置鑽孔，在每段鑽孔鑽進前應在鑽杆上標識出預定的打鑽深度。鑽進時應避免鑽杆擺動，鑽進速度應控製在0．5～1 m／min。
5．2．3 封孔：
鑽孔鑽進至預定深度，立即用秒表計時，迅速拔出鑽杆，把封孔器送入孔底，並用打氣筒進行充氣。全部操作應在規定的時間內完成。
5．2．4 測定流量：
在封孔操作的同時，將流量計與導氣管口連接好。封孔完成後，對瞬時流量計在2min時讀數，即為鑽孔瓦斯湧出初速度值；對累計流量計應在1．5min和2．5min時分別讀數，後一讀數減去前一讀數即為鑽孔瓦斯湧出初速度值。
5．2．5 退出封孔器：
測定完成後，將膠囊泄壓，從鑽孔中退出封孔器。
5．2．6 用鑽孔瓦斯湧出初速度和鑽屑量進行突出危險性預測或檢驗時，每鑽進1 m應測定一次鑽孔瓦斯湧出初速度。
5．3 測定記錄
在測定開始前應測量並記錄工作麵位置、煤層厚度及有無地質變化等；在測定過程中應詳細記錄鑽孔的位置、方位、傾角、深度、鑽孔瓦斯湧出初速度以及鑽進時有無噴孔、卡鑽、響煤炮等動力現象。
測定數據的記錄格式見附錄A。
前言
鑽孔瓦斯湧出初速度是用於 煤礦井下工作麵預測煤與瓦斯突出危險或防突 措施效果檢驗的一項重要指標，它是經過國內外廣大煤炭 科技人員經過長期的研究和試驗得出的。雖然在研究過程中形成了一套可行的測定操作方法，但由於沒有對測定儀表、測定過程等細節內容進行更嚴密的測試、考察和研究，也沒有形成一個可供 煤礦測定人員作為依據的規範性文件，使得在一些突出礦井中，由於測定操作不正確等原因，造成預測失誤，甚至釀成了人身傷亡 02manbetx.com 。因此，製定本 標準，可以使廣大突出礦井正確測定鑽孔瓦斯湧出初速度，避免或減少不必要的失誤所造成的損失，對促進突出礦井的 安全生產有著重要的意義。
本 標準以中華人民共和國煤炭工業部製定的《防治煤與瓦斯突出細則》(1995年版，簡稱《防突細則》)為依據。
附錄A為 標準的附錄。
本 標準由煤炭工業部 科技教育司提出。
本標準由煤炭工業部 煤礦 安全標準化委員會歸口。
本標準起草單位：煤炭科學研究總院重慶分院。
本標準主要起草人：孫東玲、龍伍見、徐三民、王先義、陳慶。
本標準委托 煤礦 安全標準化技術委員會煤礦瓦斯防治及設備分會負責解釋。
1 範圍
本標準規定了鑽孔瓦斯湧出初速度的測定原理、儀表及工具和測定過程。
本標準適用於煤礦井下工作麵突出危險性預測和防突 措施效果檢驗時測定鑽孔瓦斯湧出初速度。
2 定義
本標準采用下列定義。
鑽孔瓦斯湧出初速度 initial velocity of gas emission from borholes
在煤層中按規定的技術要求施工鑽孔，在達到預定深度，2min時，在規定長度鑽孔內湧出的瓦斯流量。用符號qm或q表示，其單位為L／min或L／m·min。
3 測定原理
用電煤鑽或風煤鑽帶動螺旋鑽杆，在煤層中鑽進φ42mm鑽孔，每鑽進1 m或鑽進到預定深度，退出鑽杆，送入封孔器，用打氣筒充氣封孔，然後用流量計測定打鑽結束後2min時規定長度鑽孔的瓦斯流量。其測定方法示意圖見圖1。
1—流量計；2—壓力表；3—導氣管；4—封孔器；5—測量室管；6—測量室；7—鑽孔壁
圖1 鑽孔瓦斯湧出初速度測定方法示意圖
4 儀表及工具
4．1 測定裝置：
a) 測量室管 長度有0．5m和1．0m兩種規格。
b) 封孔器 壓氣密封係統的工作壓力不小於0．2MPa，並且在停止充氣後每分鍾的壓力降低值不得超過0．02MPa。應保證封孔段的長度不小於150mm。
c) 導氣管 當瓦斯流量為5L／min時，導氣管內孔的總阻力不大於300Pa。
d) 壓力表 量程為0～0．6MPa，準確度應優於2．5級。
4．2 流量計 量程應包括1～30L／min的流量範圍，準確度應優於2．5級。流量計應符合相應的國家計量檢定 01manbetx 的規定。
4．3 常用工具：
秒表 一隻。
地質羅盤 一個。
皮卷尺(規格：5m) 一個。
扳手(規格：200mm) 二把。
管鉗(規格：300mm) 二把。
鋼絲鉗 一把。
5 測定過程
5．1 鑽孔布置
5．1．1 煤巷掘進工作麵：
用鑽孔瓦斯湧出初速度法進行突出危險性預測或防突 措施效果檢驗時，應在掘進工作麵煤層的軟分層中靠近巷道兩幫，至少各打一個平行於巷道掘進方向、直徑42mm、深度為3．5m的鑽孔(見圖2)。當煤層有兩個或兩個以上軟分層時，鑽孔應打在最厚的軟分層中。
1—煤層巷道；2—鑽孔；3—封孔器；4—導氣管；5—測量室
圖2 用鑽孔瓦斯湧出初速度法進行預測或檢驗的鑽孔布置平麵圖
用鑽孔瓦斯湧出初速度和鑽屑量進行突出危險性預測或防突 措施效果檢驗時，其鑽孔布置為：在傾斜或急傾斜煤層掘進工作麵至少打2個、緩傾斜煤層掘進工作麵至少打3個直徑為42mm的鑽孔，其中隻值指標法的鑽孔深度為5．5～6．5m，其他方法的鑽孔深度不得大於9m。鑽孔應布置在煤層軟分層中，一個鑽孔位於工作麵中部，並平行於掘進方向，其他鑽孔的終孔點應位於巷道輪廓線外2～4m處(見圖3)。當煤層有兩個或兩個以上軟分層時，鑽孔應布置在最厚的軟分層中。
1—巷道；2—鑽孔
圖3 用鑽孔瓦斯湧出初速度和鑽屑量進行預測或檢驗的鑽孔布置平麵圖
5．1．2 回采工作麵：
在回采工作麵運輸平巷以上10m、回風平巷以下15m，沿工作麵每隔10～15m布置一個垂直於工作麵煤壁的鑽孔，孔深根據工作麵條件確定，但不得小於3．5m(見圖4)。
1一運輸平巷；2一回風幹巷；3一鑽孔
圖4 回采工作麵鑽孔布置平麵圖
5．1．3 對各類工作麵進行防突措施效果檢驗時，其鑽孔布置除應滿足上述要求外，還應將檢驗孔打在兩個防突措施鑽孔的中間。
5．2 測定步驟
5．2．1 儀器的準備：
用鑽孔瓦斯湧出初速度法進行突出危險性預測或防突措施效果檢驗時，應選用測量室管長度為0．5m的測定裝置；用鑽孔瓦斯湧出初速度和鑽屑量進行突出危險性預測或防突措施效果檢驗時，應選用測量室管長度為1．0m的測定裝置。
按鑽孔深度要求將測定裝置的封孔器、導氣管、測量室管等與各輔助部件連接好，檢查是否氣密。
5．2．2 打孔：
按5．1的有關要求布置鑽孔，在每段鑽孔鑽進前應在鑽杆上標識出預定的打鑽深度。鑽進時應避免鑽杆擺動，鑽進速度應控製在0．5～1 m／min。
5．2．3 封孔：
鑽孔鑽進至預定深度，立即用秒表計時，迅速拔出鑽杆，把封孔器送入孔底，並用打氣筒進行充氣。全部操作應在規定的時間內完成。
5．2．4 測定流量：
在封孔操作的同時，將流量計與導氣管口連接好。封孔完成後，對瞬時流量計在2min時讀數，即為鑽孔瓦斯湧出初速度值；對累計流量計應在1．5min和2．5min時分別讀數，後一讀數減去前一讀數即為鑽孔瓦斯湧出初速度值。
5．2．5 退出封孔器：
測定完成後，將膠囊泄壓，從鑽孔中退出封孔器。
5．2．6 用鑽孔瓦斯湧出初速度和鑽屑量進行突出危險性預測或檢驗時，每鑽進1 m應測定一次鑽孔瓦斯湧出初速度。
5．3 測定記錄
在測定開始前應測量並記錄工作麵位置、煤層厚度及有無地質變化等；在測定過程中應詳細記錄鑽孔的位置、方位、傾角、深度、鑽孔瓦斯湧出初速度以及鑽進時有無噴孔、卡鑽、響煤炮等動力現象。
測定數據的記錄格式見附錄A。
附錄A
(標準的附錄)
測定數據的記錄格式
表A1鑽孔瓦斯湧出初速度測定記錄表
工作麵名稱：_________循環編號：_________工作麵位置：_______________________
煤層厚度：_________傾角：_________巷道方位：_________NO：_________
| 孔號 | 鑽孔參數 | 開孔位置，m | 孔深 | 動力現象描述 | 巷道素描 | |||
| 方位 | 傾角 | 距中線 | 距腰線 | m | ||||
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 4 | ||||||||
| 孔號 | 鑽 孔 深 度，m | |||||||
| 鑽孔瓦斯湧出初速度，L／(min·m)或L／min | ||||||||
| 1 | ||||||||
| 2 | ||||||||
| 3 | ||||||||
| 4 | ||||||||
| 測定人員：__________________ 測定日期：______年______月______日______班 | ||||||||
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