瓦斯参数测定规范

钻屑瓦斯解吸指标K 1值及钻屑量测定操作规范

一、测定原理[***********]86

利用WTC 钻屑瓦斯解吸指标K 1和钻屑量指标S max 预测工作面突出危险性。在工作面用手持式气动钻机配8~10m的麻花钻杆向煤层打Φ42mm 的钻孔，根据钻孔过程中每米排出钻屑量的多少以及排出钻屑的瓦斯解吸指标的大小预测工作面前方钻孔范围内的突出危险性。 二、准备工作

1、在测定前施工队组要提前准备好钻头为Ф42mm 的手持式风动钻机一台、配套麻花钻杆10～12m ，以及测量角度所用的罗盘、坡度规等器具。

2、测定人员要提前将仪器充好电，保证测定时仪器电量充足。 3、入井前要认真检查仪器是否正常（开启后可进入测定页面表明仪器可正常使用），然后将煤样瓶盖拧紧后将煤样瓶浸入水中，检查煤样瓶及连接胶管是否漏气，确保仪器及各部件能正常使用。

4、测定前要通知相关掘进队组安排人员配合打钻作业。 三、钻孔施工要求

1、所有预测（检验）钻孔都应布置在工作面最软分层煤中，并尽量保证预测（检验）钻孔始终在该软分层中钻进，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外2～4m 处，预测（检验）孔的深度为8～10m 。

2、工作面布置有措施孔时，检验钻孔应位于距措施孔尽可能远的位置，用于检验措施效果。

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三、操作方法

1、测定前要再次检查仪器显示是否正常，是否有漏气现象，否则应及时更换仪器。

2、对煤层平巷、煤层上山、煤层下山、回采工作面进行煤与瓦斯突出预测或防突措施效果检验时，各钻孔从孔深3m 段起，每隔1m 或2m 取一个煤样测定钻屑瓦斯解吸指标K 1 或△h 2；要求各钻孔取样深度错开，也即：若第一个钻孔取样孔深为3m 、4m 、6m 、8m 、10m ，第二个钻孔应为3m 、5m 、7m 、9m 、10m ，第三个钻孔取样孔深同第一个钻孔。

3、向工作面前方煤层打钻孔时，用塑料桶或编织袋收集每钻进1m 钻孔排出的钻屑，并用测力计测量其重量；钻进至指定位置时，用Ф1～3mm 的筛子在孔口接煤粉，接煤粉的同时启动秒表计时；煤样筛分后迅速装入煤样瓶中，并用筛子刮平，使装入煤样体积和煤样瓶体积一致，然后拧紧罐盖，松开盖上阀门；当秒表计时时间到达预

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定值t0时（t0一般应取1min 、1.5min 、2min ，不应超过2min ，不足1min 应等满1min 、同理不足1.5min 等到1.5min 、不足2min 等到2min ），拧紧盖上阀门的同时执行仪器采样功能，便开始该煤样的瓦斯解吸指标测量。

测完一个工作面的数据后，将测的最大钻屑量输入仪器就可预测该工作面预测孔范围内的突出危险性。 四、注意事项

1、测定前必须保证仪器电量充足、煤样瓶气密性良好，否则可能导致测定结果不准确；

2、测定时煤样外漏时间超过2min 的数据、钻孔出水的数据为报废数据，不计入最终测定结果；

3、预测钻孔距措施孔过近或与措施孔打穿，会造成数据失实； 4、测定时应避开风筒出风口，避免被新鲜风流直接吹到煤样瓶，否则可能影响测定结果；

5、钻孔施工人员在打钻过程中，要将钻孔内每米的煤屑利用来回拉动的方法排净，否则可能造成测定数据不准；

6、在过断层、石包等地质构造或煤层中有夹矸时，要避开岩石，确保取样为全煤，否则会造成测定数据不准。

如遇到上述情况，则该次测定结果无效，要重新进行测定。 五、测定结束

测定完成后，测定人员在现场向调度室汇报测定结果，由调度室根据测定结果按照《K 1值测定程序》和《余煤重控函【2011】第1号》中相关规定执行。

测定人员上井后认真填写《钻屑解吸指标测定表》，并及时请相

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关领导签字审批后存档。

煤层可解吸瓦斯含量测定操作规范

一、测定原理

通过向煤层施工钻孔取出煤样，并及时放入煤样筒中密封；然后用井下解吸系统测量煤样筒中煤样的瓦斯解吸速度及解吸量，并以此来计算瓦斯损失量Q1；

把煤样筒带到实验室然后在地面解吸仪上测量从煤样筒中释放出的瓦斯量, 与井下测量的瓦斯解吸量一起计算煤样瓦斯解吸量Q2；

将煤样筒中的部分煤样经称量系统称重后装入密封的粉碎系统加以粉碎，测量在粉碎过程及粉碎后一段时间所解吸出的瓦斯量（常压下），并以此计算粉碎瓦斯解吸量Q3；

借助数据计算系统求取可解吸瓦斯含量：瓦斯损失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎瓦斯解吸量之和就是可解吸瓦斯含量，即 Qm ＝Q1＋Q2＋Q3。

可解吸瓦斯含量测定流程

二、准备工作

1、在测定前施工队组要提前准备好钻头为Ф42mm 的手持式风动钻机一台、配套麻花钻杆不少于21m ，以及测量角度所用的罗盘、坡度规等器具，并安排专人配合打钻作业。

2、测定人员要提前对仪器认真检查，确保煤样筒和井下解吸仪气密性良好、温度计、压力表、秒表等仪器能正常使用。 三、取样位置确定

1、掘进工作面

掘进工作面测定可解吸瓦斯含量时，应布置不少于3个取样钻孔。钻孔施工时需保证取样为全煤：一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外5～10m 处，取样孔的深度不少于20m 。

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已施工过煤巷条带区域预抽钻孔的掘进工作面，在施工取样钻孔时，钻孔要施工在距预抽钻孔尽可能远的位置，高度与中间一排抽采钻孔一致，以确保所取煤样能反映工作面区域措施范围内的最大可解吸瓦斯含量。

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2、回采工作面

①工作面回采前对工作面切眼及内圈巷道（距切眼200m 范围内）进行一次可解吸瓦斯含量测定。

测定时要分别在工作面切眼距胶带顺槽（回风顺槽）50m 处和切眼中部布孔取样，在胶带顺槽（回风顺槽）距切眼50、100、150、200m 处布孔取样。钻孔垂直煤墙施工，施工倾角按照煤层走向确定，确保取样点为全煤。经解吸后取13个煤样测定结果的最大值作为最终测定结果。

②进行预抽效果对比时，应在上次取样钻孔前后2m 范围内施工取样钻孔，否则两次测定结果没有可比性。

2、工作面回采进入坑透异常区域时要进行瓦斯含量和K 1值测定。

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四、操作方法

可解吸瓦斯含量测定系统分为：井下解吸系统、地面解吸系统、煤样称量系统、粉碎解吸系统、和数据处理系统五部分。

1、井下解吸

①首先将井下解吸仪底塞打开灌水至适当刻度（根据煤层瓦斯含量大小确定），放入密封垫圈后拧紧底塞。在井下解吸仪灌水过程务必注意防止密封垫圈丢失；灌水时要底座口朝上，待灌水完毕并上紧底塞后要立即倒置井下解吸仪，使底座朝下并观察底塞是否有漏水现象。

②解吸仪灌水完毕并检漏后将其悬挂，用乳胶管一端连接解吸仪进气嘴，一端待煤样筒装入煤样后连接煤样筒出气嘴。

③打开煤样筒盖，准备煤样的装入；打开煤样筒盖上阀门检查出气嘴是否有堵塞现象，并将煤样筒阀门始终处于开启状态，与“O ”型密封圈一起放置一旁以便随时取用。

④打开矿用大气压力表和温度计盖子让其暴露在空气中，待读数稳定后读取大气压力(KPa)和温度计读数(℃) 。

⑤认真记录停钻时间、开始取样时间、结束取样时间。煤样取出后立即装入煤样筒，安装好密封圈盖紧煤样筒盖，完毕后快速把煤样筒出气嘴连接到乳胶管的一端。

⑥打开出气阀门前准确读数井下解吸仪液面（凹液面）刻度并作记录作为初始刻度，打开阀门瞬间待气体涌出后迅速读取液面刻度作为0min 刻度并打开秒表计时，同时记录开始解吸时间。每一分钟读取液面刻度一次，直至30min 结束；当解吸瓦斯体积达到井下解吸仪最大量程85%时，关闭解吸仪阀门重新灌水后继续解吸；30min 内解

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吸瓦斯量用以推算瓦斯损失量Q1；解吸30min 后解吸仪读数与初始刻度读数之差即为井下瓦斯解吸量Q21。所读读数务必做好记录填入相应已准备的表格。

⑦在井下解吸过程中要仔细做好开始解吸时间。

⑧解吸完毕后关闭煤样筒阀门，并放入清水中进行煤样筒气密性检测，若出现漏气现象则该样作废，若无漏气现象则放置一旁，待上井时一同带入井上实验室；取另一空煤样筒重复上述①～⑥中操作进行下一次的取样解吸；待全部取样结束后收好工具放好。

⑨注意事项：本次井下解吸系统操作过程中一定要注意煤样筒的气密性和井下解吸仪的防漏水性；煤样筒在升井到达实验室直至实验室解吸开始过程中一定确保阀门处于关闭状态；正确使用每个仪器，防止仪器损坏或丢失。

2、地面解吸

①井下取芯与解吸人员升井后立即把装有煤样的煤样筒带入实验室进行地面瓦斯解吸，并记录到达实验室和开始地面解吸的时间。

②将煤样筒出气嘴连接到地面瓦斯解吸测量管上，开启地面解吸装置背光灯管，操作玻璃管操作手柄到吸水排气档，按动真空泵启动按钮进行排气吸水，当液面到达适当位置（根据瓦斯解吸量确定）时停止，调节解吸管操作手柄到隔绝真空泵连通状态，使解吸管处于密封状态。

③解吸管密封性检测：在打开煤样筒阀门解吸开始前观察液面下降情况，是否有漏气存在，若存在要及时排除方可进行瓦斯解吸。

④在确认调试完好后，缓慢打开煤样筒阀门，隔一定时间间隔读取一次瓦斯的解吸量，时间间隔的长短取决于解吸速度；并注意观察 - 11 -

解吸累计量的变化规律，发现异常及时处理，或报废。

⑤当实测解吸瓦斯体积达到单根测量管最大量程85%时，打开转换手柄用第二根测量管测量；或两根测量管同时使用。若解吸瓦斯体积超过两个测量管总量程80%时，关闭煤样筒阀门进行换水，并重复②～⑤操作步骤。

⑥记录周围环境的温度、大气压力及测试人员等。

⑦测量结束后，记录释放出的瓦斯量Q22，Q22与井下瓦斯解吸量Q21之和换算为标况下单位质量瓦斯体积即为可测量瓦斯含量Q2；解吸完毕后转入煤样称重操作系统。

⑧若有多个待解吸煤样，可依次按照③～⑥进行解吸，直至全部解吸结束。

3、粉碎解吸

①从煤样盆中取两份相等量的二次煤样，记录二次煤样重量G2，煤样的质量一般是50克到200克，选择较大块的煤样，确保二次煤样和全煤样有相同的特性。如果两份二次煤样测试结果有较大的差别，应该再取第三份二次煤样。

②连接容积测量装置（其操作与地面解吸系统中测量管操作相同），检查气路部分的气密性，保证气路系统和缸体、盖三者之间不漏气。

③将粉碎机定时器定时为3～5min ，运行时观测解吸瓦斯量体积Q31或Q32，当实测解吸瓦斯体积达到测量管最大量程的85%时，要重新排气吸水后继续测定。

④若两份同质量的煤样瓦斯解吸量Q31和Q32相差不大，则取其平均值作为残余可解吸瓦斯含量Q3并作记录；若二者相差过大， - 12 -

则要重新称取第三份二次煤样进行粉碎。

⑤煤粒在粉碎机粉碎3～5min ，或粉碎至基本无可解吸瓦斯解吸出为止。

⑥粉碎结束后，将缸体内煤样倒出并用棉花擦拭干净，重复②～⑥步骤进行另一份煤样的粉碎，直至全部煤样粉碎结束。

4、数据处理

①进入Q 值计算数据输入界面，按照之前所记录数据把附表的实验记录表格数据填入计算程序并进行点击计算（煤的破坏类型根据所取煤样的块度：棒状、大块、大小块、碎块块和粉状分别对应选择Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ；表中所填井下30min 内的瓦斯解吸量为累加解吸量）。

②数据输入完毕并进行计算结束后，点击“输出报表”菜单，则自动生成Excel 格式的数据处理信息。

③对照记录数据确认无误后，计算结束，做好数据保存工作。

五、注意事项

1、采样时间（用于瓦斯含量测定的煤样从钻屑到被装入煤样罐密封所用的实际时间）越短越好，但不得超过30min ，否则应作为报废煤样。

2、井下解吸系统操作过程中一定要注意煤样筒的气密性和井下解吸仪的防漏水性；煤样筒在升井到达实验室直至实验室解吸开始过程中一定确保阀门处于关闭状态；正确使用每个仪器，防止仪器损坏或丢失。

3、称重时，在电子天平上放被称量物时要轻拿轻放，所称量物品切勿超过其最大量程；称量结束后及时把称量物从电子天平上取下 - 13 -

以避免长时间使电子天平处于受重状态；称量结束后要关机断电。

4、煤样粉碎时，二次煤样应及时粉碎。粉碎时间为3～5min ，切勿长时间粉碎。

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