压力水罐

1AQ1047-2007—2007煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法S.

煤层的瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一,它对于确定煤层瓦斯含

量,进行矿井瓦斯涌出治理,瓦斯抽放以及煤与瓦斯突出的防治等

工作均具有十分重要的意义;在治理矿井瓦斯的长期实践中,已探

索出了许多井下煤层瓦斯压力的直接测定方法,在这些测定方法中,

多数准确度高、易操作,但也有不少的测定方法其准确度低、可靠

性差;因此,有必要对煤层瓦斯压力的测定方法进行规范,并在此基

础上制定煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定的行业标准;

本标准的制定以测定方法的可靠性为主,兼顾其可操作性及已

使用的程度,同时考虑瓦斯压力测定的最新科研成果;

本标准遵循煤炭工业部颁布的煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突

出细则等文件的有关规定;

本标准由煤炭工业部科技教育司提出;

本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口;

本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院;

本标准主要起草人：许英威、杜子健;

本标准委托煤矿安全标准化技术委员会煤矿瓦斯防治及设备分

会负责解释;

1范围

本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材

料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求;

本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力简称瓦斯压力测

定;

2引用标准

下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的

条文;本标准出版时,所示版本均为有效;所有标准都会被修订,使

用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性;

JJG52—71工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力

表检定规程国家技术监督局

防治煤与瓦斯突出细则1995—05—01煤炭工业部

气瓶安全监察规程1989—12—22劳动部

3测定原理

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;

4方法分类

4．1按测压方式分

4．1．1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;

4．1．2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;

4．2按封孔材料分

4．2．1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;

4．2．2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;

4．2．3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;

5设备材料、仪表及工具

5．1钻孔设备：

打钻孔用的钻机可根据实际情况选用,其能力必须应满足测压

钻孔长度的要求,钻头直径选用φ650～90mm;

5．2材料：

木楔,压力表联接头,密封垫,密封带以及真空密封膏;

5．3仪表：

压力表量程为预计煤层瓦斯压力的1．5倍,准确度优于1．5

级,必须符合JJG52的规定;

5．4工具：

管钳,扳手,剪刀,皮尺,水桶,螺丝刀,手工封孔送料管;

5．5用黄泥、水泥封孔测压法时,还需：

黄泥将质地致密可塑性好的粘土制成两端头呈球状,通过阴

干,烤或晒,使其外皮半干,里面湿软；

水泥不低于425；

黄泥水泥混合物由黄泥和水泥按适当比例混合；

速凝水泥凝结时间≤20min；

管材φ6×1mm紫铜管,φ6mm尼龙管,φ3mm铁管,以及相应联

接头；

其他木塞,挡板,铁丝,肥皂;

5．6用胶囊—密封粘液封孔测压法时,还需：

密封粘液；

密封粘液罐和压力水罐用于预计的煤层瓦斯压力小于5MPa

时的封孔,液压和水压由液态CO2提供；

封孔器组件进液管、进水管、测压管、胶囊及测定仪表;

5．7用注浆封孔测压法时,还需：

手摇注液泵；

压气注浆器用于测压钻孔长度小于20m时的封孔注浆,其容

量应大于封20m钻孔所需的水泥浆容量,动力为井下压缩空气；

泥浆泵宜用柱塞泥浆泵,其流量为20～50L／min,压力为3～

4MPa；

密封粘液密封粘液由骨料、填料和粘液混合而成;密封粘液封

堵间隙为不大于4mm的配方为：化学浆糊粉淀粉+防腐剂与水的比

例质量比1：16制成粘液,骨料与粘液的比例体积比为1：8,填料

与粘液的比例体积比为1：16;其中骨料由粒度为0．5～1．0,1．0～

2．5,2．5～5．0mm的炉渣按体积比1：2：3混合而成；填料由0．25～

0．5,0．5～1,1．0～2．5mm的锯末按体积比1：1：1均匀混合

而成；

膨胀不收缩水泥浆由膨胀不收缩水泥与水井下清洁水按一定

比例制成；

测压管、注浆管φ13mm铁管及附件;

5．8用主动测压法时,还需：

高压储气罐必须符合劳动部气瓶安全监察规程的要求；

充气联接装置必须联接方便、可靠；

补偿气体高压N2,高压CO2气体或其他惰性气体;

6瓦斯压力测定工艺

6．1测定地点的选择

6．1．1同一地点应打两个测压钻孔,钻孔口距离应在其相互影响

范围外,其见煤点的距离除石门测压外应不小于20m;石门揭煤瓦斯

压力测定按防治煤与瓦斯突出细则简称细则的有关规定进行;

6．1．2除在煤巷中测定本煤层瓦斯压力外,测定地点应选择在石

门或岩巷中;

6．1．3钻孔应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响

范围;

6．1．4测定煤层原始瓦斯压力的见煤点应避开地质构造裂隙带、

巷道、采动及抽放等的影响范围;

6．1．5选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度;

6．1．6瓦斯压力测定地点宜选择在进风系统,行人少且便于安设

保护栅栏的地方;

6．2测定方法的选择

6．2．1测压处岩石坚硬、少裂隙,可采用黄泥、水泥封孔测压法;

6,2．2在松软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时：

钻孔长度≤15m时应采用胶囊—密封粘液封孔测压法；

钻孔长度>15m时应采用注浆封孔测压法;

6．2．3竖井揭煤可采用注浆封孔测压法;

石门揭煤的测压,按细则的有关规定进行;

6．2．4测定邻近煤层的瓦斯压力或煤层群分层测压应采用注浆

封孔测压法;

6．2．5测压时间充足时,宜采用被动测压法;

测压时间较短时,应采用主动测压法;

6．3钻孔施工

6．3．1钻孔的开孔位置应选在岩石煤壁完整的位置;

6．3．2钻孔施工应保证钻孔平直、孔形完整,穿层测压钻孔宜穿

煤层全厚;

6．3．3钻孔施工好后,应立即清洗钻孔,保证钻孔畅通;

6．3．4在钻孔施工中应准确记录钻孔方位、倾角、长度、钻孔

开始见煤长度及钻孔在煤层中长度,钻孔开钻时间、见煤时间及钻

毕时间;

6．4封孔

6．4．1钻孔施工完后应在24h内完成封孔工作;

6．4．2准备工作：

6．4．2．1按选用的封孔方法准备好封孔材料、仪表、工具等;

6．4．2．2检查测压管是否通畅及其与压力表联接的气密性;

6,4．2．3钻孔为下向孔时应将钻孔水排除;

6．4．3封孔深度：

6．4．3．1封孔深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围,并满

足以下要求：

a黄泥、水泥封孔测压法的封孔深度应不小于5m；

b胶囊—密封粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应不小

于10m；

c注浆封孔测压法的封孔深度不小于12m,煤层群分层测压时则

应封堵至被测煤层在钻孔侧的顶板或底板；

d应尽可能加长测压钻孔的封孔深度;

6．4．3．2本煤层测压孔封孔应保证其测压气室长不小于1．5m,

穿层测压孔的封孔不宜超过被测煤层在钻孔侧的顶板或底板;

6．4．4黄泥、水泥封孔测压法封孔步骤：

a如图1所示,将挡板固定在测压管的端头,然后送至预定的封

孔深度；

b用送料管将封孔材料送至挡板处,轻轻捣实将测压管固定住,

然后将黄泥或水泥团逐步送入孔中,并用送料管将其捣实,一直到

孔口;在封孔的过程中,每隔1m左右打入一个木塞；

c在距孔口0．5m处用速凝水泥封孔,孔口用木楔固定；

d封孔24h后,安装压力表;

1—压力表；2—三通；3—木楔；4—测压管；5—挡板；6—煤层

图1黄泥、水泥封孔测压法示意图

6．4．5胶囊—密封粘液封孔测压法封孔步骤：

a如图2所示,在测压地点先将封孔器组装好,将其放入预计的

封孔深度,在钻孔孔口安装好阻退楔,联接好封孔器与密封粘液罐、

压力水罐,装上各种控制阀,安装好压力表；

b启动压力水罐开关向胶囊充压力水,待胶囊膨胀封住钻孔后开

启密封粘液罐往钻孔的密封段注入密封粘液,密封粘液的压力应略

高于煤层预计的瓦斯压力;

1—三通；2—压力表；3—密封粘液罐；4—阻退楔；5—输液管；6

—胶囊1；7—密封粘液；8—胶囊2；9—压力水罐；10—钻孔

图2胶囊—密封粘液封孔测压示意图

6．4．6注浆封孔测压法封孔步骤：

钻孔直径为φ65～75mm,钻孔长度为15～70m;封孔步骤为：

a如图3所示,将测压管安装至预定的封孔深度,在孔口用木楔

封住,并安装好注浆管；

b根据封孔深度确定膨胀不收缩水泥的使用量,按一定比例配好

封孔水泥浆,用压气注浆器或泥浆泵一次连续将封孔水泥浆注入钻

孔内；

c注浆48h后,通过测压管用手摇注液泵将粘液注入钻孔内；

d撤下手摇注液泵,在孔口安装三通及压力表;

1—注液泵；2—三通；3—压力表；4—木楔；5—测压管；6—煤层；

7—粘液；8—水泥；9—注浆管；10—注浆泵

图3注浆封孔测压封孔示意图

7瓦斯压力观测与确定

7．1测压管理

7．1．1必须设专人负责瓦斯压力的测定工作;

7．1．2在瓦斯压力测定过程中,应作好各种参数及施工情况的记

录;

7．2观测

主动测压法应每天观测一次,被动测压法应至少3天观测一次;

在观测中发现瓦斯压力值变化较大,则应增加观测次数;

煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法标准号：MT/T638-1996

替代情况：发布单位：煤炭工业部起草单位：煤炭科学研究总

院重庆分院发布日期：实施日期：点击数：2617更新日期：

2008年12月04日-

前言

煤层的瓦斯压力是矿井瓦斯基本参数之一,它对于确定煤层瓦

斯含量,进行矿井瓦斯涌出治理,瓦斯抽放以及煤与瓦斯突出的防

治等工作均具有十分重要的意义;在治理矿井瓦斯的长期实践中,

已探索出了许多井下煤层瓦斯压力的直接测定方法,在这些测定方

法中,多数准确度高、易操作,但也有不少的测定方法其准确度低、

可靠性差;因此,有必要对煤层瓦斯压力的测定方法进行规范,并在

此基础上制定煤矿井下煤层瓦斯压力直接测定的行业标准;

本标准的制定以测定方法的可靠性为主,兼顾其可操作性及已

使用的程度,同时考虑瓦斯压力测定的最新科研成果;

本标准遵循煤炭工业部颁布的煤矿安全规程和防治煤与瓦斯

突出细则等文件的有关规定;

本标准由煤炭工业部科技教育司提出;

本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口;

本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院;

本标准主要起草人：许英威、杜子健;

本标准委托煤矿安全标准化技术委员会煤矿瓦斯防治及设备

分会负责解释;

1范围

本标准规定了煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力的原理、设备材

料、仪表以及打钻、封孔、测压等工艺的要求;

本标准适用于煤矿井下直接测定煤层瓦斯压力简称瓦斯压力

测定;

2引用标准

下列标准包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的

条文;本标准出版时,所示版本均为有效;所有标准都会被修订,使

用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性;

JJG52—71工业用单圈管弹簧式压力表、真空表和真空压力

表检定规程国家技术监督局

防治煤与瓦斯突出细则1995—05—01煤炭工业部

气瓶安全监察规程1989—12—22劳动部

3测定原理

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;

4方法分类

4．1按测压方式分

4．1．1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;

4．1．2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;

4．2按封孔材料分

4．2．1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;

4．2．2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;

4．2．3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;

5设备材料、仪表及工具

5．1钻孔设备：

打钻孔用的钻机可根据实际情况选用,其能力必须应满足测压

钻孔长度的要求,钻头直径选用φ650～90mm;

5．2材料：

木楔,压力表联接头,密封垫,密封带以及真空密封膏;

5．3仪表：

压力表量程为预计煤层瓦斯压力的1．5倍,准确度优于1．5

级,必须符合JJG52的规定;

5．4工具：

管钳,扳手,剪刀,皮尺,水桶,螺丝刀,手工封孔送料管;

5．5用黄泥、水泥封孔测压法时,还需：

黄泥将质地致密可塑性好的粘土制成两端头呈球状,通过阴

干,烤或晒,使其外皮半干,里面湿软；

水泥不低于425；

黄泥水泥混合物由黄泥和水泥按适当比例混合；

速凝水泥凝结时间≤20min；

管材φ6×1mm紫铜管,φ6mm尼龙管,φ3mm铁管,以及相应联

接头；

其他木塞,挡板,铁丝,肥皂;

5．6用胶囊—密封粘液封孔测压法时,还需：

密封粘液；

密封粘液罐和压力水罐用于预计的煤层瓦斯压力小于5MPa

时的封孔,液压和水压由液态CO2提供；

封孔器组件进液管、进水管、测压管、胶囊及测定仪表;

5．7用注浆封孔测压法时,还需：

手摇注液泵；

压气注浆器用于测压钻孔长度小于20m时的封孔注浆,其容

量应大于封20m钻孔所需的水泥浆容量,动力为井下压缩空气；

泥浆泵宜用柱塞泥浆泵,其流量为20～50L／min,压力为3～

4MPa；

密封粘液密封粘液由骨料、填料和粘液混合而成;密封粘液封

堵间隙为不大于4mm的配方为：化学浆糊粉淀粉+防腐剂与水的比

例质量比1：16制成粘液,骨料与粘液的比例体积比为1：8,填料

与粘液的比例体积比为1：16;其中骨料由粒度为0．5～1．0,1．0～

2．5,2．5～5．0mm的炉渣按体积比1：2：3混合而成；填料由0．25～

0．5,0．5～1,1．0～2．5mm的锯末按体积比1：1：1均匀混合

而成；

膨胀不收缩水泥浆由膨胀不收缩水泥与水井下清洁水按一定

比例制成；

测压管、注浆管φ13mm铁管及附件;

5．8用主动测压法时,还需：

高压储气罐必须符合劳动部气瓶安全监察规程的要求；

充气联接装置必须联接方便、可靠；

补偿气体高压N2,高压CO2气体或其他惰性气体;

6瓦斯压力测定工艺

6．1测定地点的选择

6．1．1同一地点应打两个测压钻孔,钻孔口距离应在其相互

影响范围外,其见煤点的距离除石门测压外应不小于20m;石门揭煤

瓦斯压力测定按防治煤与瓦斯突出细则简称细则的有关规定进行;

6．1．2除在煤巷中测定本煤层瓦斯压力外,测定地点应选择

在石门或岩巷中;

6．1．3钻孔应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影

响范围;

6．1．4测定煤层原始瓦斯压力的见煤点应避开地质构造裂隙

带、巷道、采动及抽放等的影响范围;

6．1．5选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度;

6．1．6瓦斯压力测定地点宜选择在进风系统,行人少且便于

安设保护栅栏的地方;

6．2测定方法的选择

6．2．1测压处岩石坚硬、少裂隙,可采用黄泥、水泥封孔测

压法;

6,2．2在松软岩层及煤巷中测定煤层的瓦斯压力时：

钻孔长度≤15m时应采用胶囊—密封粘液封孔测压法；

钻孔长度>15m时应采用注浆封孔测压法;

6．2．3竖井揭煤可采用注浆封孔测压法;

石门揭煤的测压,按细则的有关规定进行;

6．2．4测定邻近煤层的瓦斯压力或煤层群分层测压应采用注

浆封孔测压法;

6．2．5测压时间充足时,宜采用被动测压法;

测压时间较短时,应采用主动测压法;

6．3钻孔施工

6．3．1钻孔的开孔位置应选在岩石煤壁完整的位置;

6．3．2钻孔施工应保证钻孔平直、孔形完整,穿层测压钻孔

宜穿煤层全厚;

6．3．3钻孔施工好后,应立即清洗钻孔,保证钻孔畅通;

6．3．4在钻孔施工中应准确记录钻孔方位、倾角、长度、钻

孔开始见煤长度及钻孔在煤层中长度,钻孔开钻时间、见煤时间及

钻毕时间;

6．4封孔

6．4．1钻孔施工完后应在24h内完成封孔工作;

6．4．2准备工作：

6．4．2．1按选用的封孔方法准备好封孔材料、仪表、工具

等;

6．4．2．2检查测压管是否通畅及其与压力表联接的气密性;

6,4．2．3钻孔为下向孔时应将钻孔水排除;

6．4．3封孔深度：

6．4．3．1封孔深度应超过钻孔施工地点巷道的影响范围,

并满足以下要求：

a黄泥、水泥封孔测压法的封孔深度应不小于5m；

b胶囊—密封粘液封孔测定本煤层瓦斯压力的封孔深度应不小

于10m；

c注浆封孔测压法的封孔深度不小于12m,煤层群分层测压时

则应封堵至被测煤层在钻孔侧的顶板或底板；

d应尽可能加长测压钻孔的封孔深度;

6．4．3．2本煤层测压孔封孔应保证其测压气室长不小于1．5m,

穿层测压孔的封孔不宜超过被测煤层在钻孔侧的顶板或底板;

6．4．4黄泥、水泥封孔测压法封孔步骤：

a如图1所示,将挡板固定在测压管的端头,然后送至预定的封

孔深度；

b用送料管将封孔材料送至挡板处,轻轻捣实将测压管固定住,

然后将黄泥或水泥团逐步送入孔中,并用送料管将其捣实,一直到

孔口;在封孔的过程中,每隔1m左右打入一个木塞；

c在距孔口0．5m处用速凝水泥封孔,孔口用木楔固定；

d封孔24h后,安装压力表;

6．4．5胶囊—密封粘液封孔测压法封孔步骤：

a如图2所示,在测压地点先将封孔器组装好,将其放入预计的

封孔深度,在钻孔孔口安装好阻退楔,联接好封孔器与密封粘液罐、

压力水罐,装上各种控制阀,安装好压力表；

b启动压力水罐开关向胶囊充压力水,待胶囊膨胀封住钻孔后

开启密封粘液罐往钻孔的密封段注入密封粘液,密封粘液的压力应

略高于煤层预计的瓦斯压力;

1—三通；2—压力表；3—密封粘液罐；4—阻退楔；5—输液

管；6—胶囊1；7—密封粘液；8—胶囊2；9—压力水罐；10—钻

孔

图2胶囊—密封粘液封孔测压示意图

6．4．6注浆封孔测压法封孔步骤：

钻孔直径为φ65～75mm,钻孔长度为15～70m;封孔步骤为：

a如图3所示,将测压管安装至预定的封孔深度,在孔口用木楔

封住,并安装好注浆管；

b根据封孔深度确定膨胀不收缩水泥的使用量,按一定比例配

好封孔水泥浆,用压气注浆器或泥浆泵一次连续将封孔水泥浆注入

钻孔内；

c注浆48h后,通过测压管用手摇注液泵将粘液注入钻孔内；

d撤下手摇注液泵,在孔口安装三通及压力表;

图3注浆封孔测压封孔示意图

7瓦斯压力观测与确定

7．1测压管理

7．1．1必须设专人负责瓦斯压力的测定工作;

7．1．2在瓦斯压力测定过程中,应作好各种参数及施工情况

的记录;

7．2观测

主动测压法应每天观测一次,被动测压法应至少3天观测一

次;

在观测中发现瓦斯压力值变化较大,则应增加观测次数;

记录表的格式如表1;

7．3瓦斯压力观测时间

采用主动测压法时,当煤层的瓦斯压力小于4MPa时需5～10d；

当煤层的瓦斯压力大于4MPa时,则需20～40d;

被动测压法时,则视煤层的瓦斯压力及透气性大小的不同,需

30d以上;

7．4瓦斯压力的确定

7．4．1将观测结果绘制在以时间d为横坐标,瓦斯压力MPa

为纵坐标的坐标图上,当测压时间达到7．3的规定,如压力变化小

于0．005MPa／d,测压工作即可结束；否则,应延长测压时间;

7．4．2对于上向测压钻孔,在结束测压工作、撤卸表头时撤

表头时应制定相应的安全措施,应测量从钻孔中放出的水量,根据

钻孔参数、封孔参数计算出钻孔水的静水压力,并从测定压力中扣

除;

对水平及下向测压孔则以测定值作为瓦斯压力值;

7．4．3同一地点以最高瓦斯压力作为测定结果;