kzwy91—1000型鉆孔瓦斯壓力測定儀的應(yīng)用

1、煤 日 地 質(zhì) 與 勘 撂 K ZW Y9 1 ～ 1 0 0 0 型 鉆 孔 瓦 斯 壓 力 測 定 儀 的 應(yīng) 用 孟鈞 周 王 合 賢( 河南 煤 田地 質(zhì) 局 四隊 平 頂 山 4 f i 7 0 0 0 )— — 一— — — 一移 17摘要 通 過 對 山 西 省 五 臼 山 5 次 瓦 斯測 壓 試 驗 ， 系統(tǒng) 介 紹 了 鉆 L 瓦斯 壓 力 測 定儀 的結(jié) 構(gòu) 、 工 作 原理 和 蒯試 程序 。并從 測 壓

2、泥 漿 質(zhì) 量 管理 、 提 高封 孔 效 果和 把握 卸 壓環(huán) 節(jié) ． 總結(jié) 出 一整 套 測試 經(jīng) 驗 分 析 了測 試原 理 、 備 主 要部 件性 能 、 成功 率高低 ， 經(jīng)濟 效益 等 。艘 撕 ， 圳試厚， P 6 3中 國 圖 書 資 料 斡 婁 法 分 婁 號 4． 3 6L ， L下I _ 1I 一 ?鞠 ， ；，l 引吉 2 云臺 山隧道補勘 區(qū)瓦斯地質(zhì)概 況 在 煤 炭 資 源 地 質(zhì) 勘 探 階 段

3、， 瓦 斯 壓 力 是 評價 瓦斯賦存情況 及 瓦斯 突出的重要參 數(shù)之 由于在勘探 鉆 { ． 煤 層內(nèi)直接渤 試瓦斯壓 力 的 測 試 手 段 遲 遲 不 能 輯 決 ． 故 以 往 在 評 價 煤 與 瓦 斯 突 出 時 ． 多 采 用 瓦 斯 含 量 法 ； 或 者 用 瓦 斯 含 量 套 用 經(jīng) 驗 公 式 反 算 出 瓦 斯 壓 力 ， 粗 略 地定 量評 價 近幾年 來 ， 少 數(shù)勘 探 隊 采 用一 △ P／( 式

4、中 ：一 瓦 斯 突 出 綜 合 判 定 指 標(biāo) ；—— 瓦斯 放 散 指 數(shù) ； ，～ 煤 的 堅 固 性 系數(shù) )這一指 標(biāo) 評價煤 與瓦斯 突出 ，但在 使 用 中發(fā) 現(xiàn) 該公 式 有 一 定 的 隨機 性 和 局 限 性 。以 上 幾 種 方 式 近 遠 不 能滿 足 生 產(chǎn) 和 設(shè) 計 的需要 。 審 查地質(zhì)報 告時 ， 也常 常 為此爭論 不 休 ， 湖 南煤研所研 制的 K Z WYg l —1 0 0 0型鉆 孔 瓦斯

5、壓力測定儀 ‘ 國家“ 六 五” 攻關(guān) 項 目， 以 下 簡 稱 鉆 孔 測壓 儀 ) ， 成 功地 解 決 了這 個 問 題 。我 隊于 19 8 9年 從湖 南 引進 了這 項測 試 拄 術(shù) 。 19 9 0年 在 山 西 云 臺 山 3個 鉆 孔 5層煤 內(nèi)進 行 了 5次 試 驗 ． 成 功 率 為 t O 0， 取 得 了 全面的測試經(jīng)驗 。云 臺 山隧道 位 于 山西 省 沁水 煤 田西 南 端 。沁水煤 田為復(fù) 向斜 盆

6、地 構(gòu)造 。隧道穿越 煤 系 部 分 ( 石 炭二 疊 紀(jì) 太 原 組 和 山 西組 二 段 )為一寬緩背斜 構(gòu)造 ， 地 層傾 角 5 ～2 5 。2 ． 1 石 炭紀(jì)太原 組( c ， )由砂 巖 、 泥巖 、 石 灰?guī)r 及煤 層組 成 ， 主要 可采煤層 為 9號和 1 5號煤層 ， 平均 煤厚分別 為 1 ． 5m 和 2m 。2 ． 2 二疊 紀(jì)山西組 ( P I )由砂 巖 、 砂質(zhì) 泥巖組 成 ， 主采煤 層為 2號 煤

7、層 ， 平 均 厚 2m 左 右 。2 ． 3 生產(chǎn) 井瓦斯情況 位于 隧道 東段 的 有北崖 、 北 溝等 8個 礦 井 ， 開采 2 號 、 l 5 號 淺部煤 層 。 瓦斯涌 出量很 小 ， 井 下瓦斯 濃 度僅 有 0 ． 0 5。位 于隧道 西 端 的有張家 溝、 上 交等 4個礦井 ， 開采 2號煤 層 ． 相 對 瓦 斯 涌 出 量 為 9 ． 6 ～ 2 7m。 ／ ( t· d ) ，為高 沼 氣 礦 井 。

8、3 鉆 孔淵 壓儀 的結(jié)構(gòu) 、 工作原理 及測壓程 序 鉆孔 測 壓 儀 ( 圖 1 )由封 孔 機 構(gòu) 、 卸 壓 機 構(gòu)及井 下壓力計 3 部分組成 。封孔機構(gòu) 和卸壓機構(gòu) 的作用是排 除孔 內(nèi)0 維普資訊 http://www.cqvip.com 第 2期孟鈞 周 、 王 臺 賢 ： K Z WY9 1 - ] 0 0 0型鉆 孔 瓦斯 壓 力測 定儀 的應(yīng) 用 · 6 3·5 ． 2 提 高封 孔效果 5

9、 ． 2 ． 1 選 擇 最 佳 封 孔 部 位 實踐 表 明 ， 最佳 封孔 部 位是 巖 芯完 整 的 粉砂 巖層段 。5 ． 2 ． 2準(zhǔn) 確 計 算 鉆 具 上 余 足 寸 鉆 具 上余 經(jīng) 反復(fù) 核算 無誤 時 ， 儀 器 方可 下 井 。 否 則 ， 如 果 上 余 多 算 ， 將 導(dǎo) 致 測 壓 失 敗 ，表 現(xiàn) 為 測 壓 曲 線 不 完 整 ； 曲 線 反 映 出 的 壓 力 是 鉆 孔 泥 漿 壓 力 ( 圖 2 )

10、 。．． [二= ] -( | j曲 )圖 2Z r一 云 1孔 3號煤 測壓 曲線 圈 ( a ) 一 上余 正 確 ； ( b ) 一上 余 有誤 5 ． 2 ． 3 實 施 封 孔 孔 深 不 超 過 4 0 0m 的鉆 孔 ， 可 加 壓 強 制 封孔 。 液 壓鉆機具 有加壓功 能 ， 一般加 壓 3 ～ 4t 至上 余 不再 下 移為 止 { 非液 壓鉆 機 ， 可 在 測 壓儀 下到 距 孔底 0 ． 1 ～ 0 ． 2m

11、 時 ， 給 以適 當(dāng)?shù)?加速 沖 力 ， 完 成封 孔 ?？?深超 過 4 0 0m時 ， 利 用 鉆具 自重 放松鋼 絲繩 后 用 立軸 固 定 鉆 具 。5 ． 3 把 握卸 壓環(huán)節(jié) 為了保證 卸 壓 的可靠性 ， 應(yīng) 充分 估 計 卸 壓泥漿壓力 。 不 管測壓孔 深淺 如何 ， 均要開 動 泥 漿 泵 ， 當(dāng) 表 壓 達 到 所 需 壓 力 的 一 瞬 間 ， 迅 速 關(guān) 泵 。若 關(guān) 泵時 間提前 ， 卸 壓 孔 不 能實

12、現(xiàn)對 通 ； 推后 ， 則瓦斯 壓力測 定值失實 。6 結(jié)論 6 ． 1 儀 器測試原理 正確 封 孔 腔 筒 完 成 鉆 孔 封 隔 后 ， 泥 漿 壓 力 便 通過 卸壓 孔解 除 ， 而 煤層 瓦斯 氣體 直 接作 用 到 壓 力 計 上 。這 樣 直接 測出的瓦斯 壓力 和用 經(jīng) 驗公式反算出的瓦斯 壓力相 比， 前者精 度高 。62 儀 器各 主要組件 性能良好 6 ． 2 ． 1 封孔 機 構(gòu)性 能 良好 鉆 孔 瓦 斯

13、壓 力 測 試 完 畢 ， 儀 器 提 升 到 井 口后 ， 檢 查 封 孔 腔 筒 ， 發(fā)現(xiàn) 其上 有 明顯 的 擦 痕 ， 說 明封孔膠筒脹粗 而緊貼 井壁 。計 算鉆孔 泥漿壓力 井和該孔 瓦斯壓力進 行 對 比( 表 1 ) ， 可 以看 出泥 漿 壓 力遠 高于 瓦 斯 壓 力 。證 明 封 孔 效 果 良好 。6 ． 2 ． 2 卸 壓 機 構(gòu) 性 能 良好 卸 壓 效 果 好 壞 的 重 要 標(biāo) 志 是 內(nèi) 、 外 卸 壓

14、 孔槽是 否實現(xiàn)對 通 。 每次測壓 完畢 ， 拆 卸儀 器 時 ， 均發(fā) 現(xiàn)孔槽對通 良好 ， 卸 壓 充分 。6 ． 2 ． 3 壓 力計 性 能 良好 所 用 壓 力 計 是 從 石 油 部 門 引 進 的C Y6 1 3 一A 型 井下壓 力計 。湖 南煤 研所 和我 隊共計 使用 1 8 次 ， 壓 力計工 作狀 況 良好 ， 從 未 發(fā)生故 障。6 ． 3 儀器 靈敏 度高 在測 試過 程 中發(fā) 現(xiàn) ， 壓 力計 如果 受

15、任何 一 個作用 力 ， 或 者因故測壓 中斷 ， 異 常情況均 記 錄在測 壓 曲線 上 。如 在 云 臺 山 z一 云一 2孔 9號 煤 層 測 壓 時 ， 當(dāng) 測 壓 結(jié) 柬 ， 起 鉆 1 0m i n ， 因柴油 機發(fā) 生故障 ， 起 鉆 中途 停 止 2h ，反 映 在壓力 曲線 上 ， 比正常 曲線 多 了一個 臺階 ( 圖 3 ) 。圖 3z云 2孔 g號 煤層 測 壓 曲線 圈 6 ． 4 測壓成 功率高 只要儀器組

16、裝正確 ， 把好封孔 、 卸 壓兩 個 關(guān)鍵環(huán) 節(jié) ， 瀏壓時測 一次成功一 次 。6 ． 5 儀器結(jié) 構(gòu)簡單 ， 使 用方 便 ， 成 本低 廉 該 儀器與 當(dāng)前煤 田地 質(zhì)勘探設(shè)備 C I 徑 配 套 。僅 需 1 ～ 2人 操 作 。測 試 過 程 中 消耗 的 只是 銷 釘 和 膠 筒 。測 壓 一 次 ， 成 本 只 要 1 O多 元 ?？傊?， 鉆 孔測 壓儀 的研 制 成功 及其 卓 有 成效 的試 驗 ， 填 補 了瓦