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基于不同含水率煤的瓦斯解吸特性推算煤层瓦斯压力方法研究

2023-10-07冯玉凤董虎子

煤矿安全 2023年9期

冯玉凤 ,董虎子

(中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院,北京 100083)

煤层瓦斯压力是瓦斯在煤层中所呈现的压力,它与煤层瓦斯含量的测定及瓦斯抽放、瓦斯涌出与突出危险性预测等瓦斯防治及治理工作息息相关。煤层瓦斯压力的快速准确测定对于制定安全可靠的瓦斯治理方案和保障矿井的安全高效开采具有重要的意义[1-2]。

目前常用的瓦斯压力测定方法分为直接法和间接法2 类[3]。直接法是通过向煤层内部打钻孔,再利用封孔材料和测压仪来测定煤层瓦斯压力,封孔的严密性和封孔质量的好坏直接影响数据的准确定[4-6]。间接法指先测定煤层瓦斯含量,采用朗格缪尔吸附公式计算得出。由于公式中涉及煤层瓦斯含量、吸附常数、煤的水分和灰分、煤的真假密度等多个参数,影响这些参数测定准确性的因素较多,因此间接法测定煤层瓦斯压力也存在较多不可控因素[7]。赵发军等[8]考虑了煤层瓦斯的分析组分,认为煤对不同气体的吸附能力相差较大,如果分析组分中CH4 浓度偏低却得不到修正,其测定结果可能有较大偏差;此外,在利用瓦斯压力解吸式计算煤层瓦斯压力方面贺建民等[9]从热力学和地应力梯度变化的角度探讨了煤层中瓦斯压力的理论计算方法;王宏图等[10]考虑了地应力和地温的影响,提出了煤层中瓦斯压力的理论计算式,但是式中所需参数繁多,计算较为复杂。

煤炭开采中,通常利用直接法从岩巷向煤层打钻测定煤层瓦斯压力是可行的,但是直接法测定煤层瓦斯压力工艺复杂,受测压封孔技术和封孔质量影响较大[11],对于不具备穿岩测压的条件的煤层就要采用间接法测定煤层瓦斯压力。……

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