[發(fā)明專利]含水圍巖煤層瓦斯壓力測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110336882.5
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102410014A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷文杰;李韶泉;趙發(fā)軍;冷軍發(fā);汪國華;薛曉曉;孫欽昂;張瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號: E21B47/06
• 分類號: E21B47/06
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 王聚才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含水圍巖煤層瓦斯壓力測試方法。

背景技術(shù)

含水圍巖指的是含水層、導(dǎo)水層，如砂巖、灰?guī)r等顆粒及其間隙較大并且比較致密堅硬的巖層，這類巖層導(dǎo)水性能強，而且在煤層直接頂板或底板巖性中非常發(fā)育。由于這些巖層致密堅硬，礦井開拓、準備巷道一般選擇避開這些巖層，煤層自身是不透水層并且煤層含水量一般2%左右，煤層自身水的瓦斯壓力影響可以忽略不計。煤層瓦斯壓力測試位置一般要求在頂板或者底板巷道中施工穿層孔進行封孔，煤層鉆孔封孔效果不好，容易漏氣；瓦斯壓力測試關(guān)鍵是氣體壓力，不需要其他介質(zhì)壓力，例如水。含水圍巖煤層瓦斯壓力測試必須剔除水對瓦斯壓力的影響。圍巖水對瓦斯壓力測試結(jié)果有2鐘情況：一是圍巖滲透率高于煤層、圍巖水壓大于瓦斯壓力，測試壓力不到1天就達到最大值；另一種情況是圍巖與煤層滲透率相當，測試壓力為瓦斯和水的混合壓力，判斷瓦斯壓力時必須扣除圍巖水壓。目前剔除圍巖水壓的方法有2種：一是從壓力曲線中剔除初始快速增加段壓力（即水壓）；另一種是采用水、瓦斯分離裝置，利用水的比重大于瓦斯，瓦斯自然向上浮動，采用專用集水罐實現(xiàn)水和瓦斯分離，以上方法都是間接剔除圍巖水對瓦斯測試結(jié)果的影響，瓦斯與水混合壓力曲線中分析水壓力可操作性不強，只能是一種近似處理。由于含水或?qū)畤鷰r滲透率遠高于煤層，可能抑制煤層瓦斯解吸，出現(xiàn)水和瓦斯分離裝置全部被水充滿導(dǎo)致失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明利用煤層為不透水層的基本特征，提供一種成孔時可直接排除含水圍巖（頂板或底板）影響的含水圍巖煤層瓦斯壓力測試方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種含水圍巖煤層瓦斯壓力測試方法，包括如下步驟：（1）在巖層巷道內(nèi)選擇測壓地點；（2）估計測壓地點煤層厚度；（3）選擇堵水煤柱厚度，堵水煤柱指煤層中鉆孔后孔底至含水層之間的部分，堵水煤柱厚度指鉆孔后孔底至含水圍巖之間的垂直距離；（4）設(shè)計鉆孔的鉆進方向以及方位，根據(jù)鉆孔的鉆進方向與煤層走向的夾角以及煤層厚度和堵水煤柱厚度，計算煤孔長度；（5）從測壓地點施工鉆孔，鉆孔施工進入煤層至上述設(shè)計煤孔長度后即停止鉆進，鉆孔施工完畢；（6）封孔測壓。

在步驟（1）中，選擇測壓地點應(yīng)符合《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法》（AQ/T1047-2007）規(guī)定，選點位置四周的巖層巷道內(nèi)應(yīng)干燥，并且?guī)r體結(jié)構(gòu)完整。

在步驟（3）中，堵水煤柱厚度h的數(shù)值范圍為0.5m-1.5m。

正常煤層厚度的堵水煤柱厚度h為1m；如果煤層厚度較薄，堵水煤柱厚度最低不小于0.5m。

所述鉆孔為上行孔或者下行孔。

本發(fā)明所述的含水圍巖煤層瓦斯壓力測試方法，利用煤層為不透水層的基本特征，其次考慮煤層頂板或底板巖性，如果煤層頂板或底板為導(dǎo)水或含水層（如砂巖、礫巖、灰?guī)r等），鉆孔不能穿透整個煤層，并且在鉆孔參數(shù)設(shè)計時預(yù)留一定厚度的堵水煤柱，這樣成孔后基本完全剔除含水圍巖滲水對瓦斯壓力測試結(jié)果的影響。成孔時直接排除含水圍巖（頂板或底板）的影響，測試孔不穿透含水圍巖。本發(fā)明的特點是在成孔時直接避開含水或者導(dǎo)水巖層，其技術(shù)方案是首先合理選擇測壓地點，除符合《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測定方法》（AQ/T1047-2007）規(guī)定的選點原則外還應(yīng)觀察周邊巖石頂板是否出現(xiàn)淋水、濕潤等現(xiàn)象，如果有說明周邊巖石裂隙發(fā)育導(dǎo)水不適合布置鉆孔測壓，要求巷道周邊比較干燥，以排除圍巖水的影響。成孔時預(yù)留堵水煤柱，煤孔不穿透煤層，測壓時頂板或底板水不能進入鉆孔，剔除含水或?qū)畤鷰r水對測壓鉆孔影響，鉆孔中只有煤層瓦斯壓力作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1：