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摘 要：王村矿山4煤层瓦斯基础参数测定工作历时35天，现场完成了测压钻孔施工地点选定、测压孔的施工、现场取样及封孔测压工作。测得11#与12#合并层瓦斯涌出量为0.32—0.40 m3/t。1号孔煤样孔隙率达到8.66%，2号孔煤样孔隙率达到9.3%，说明81022工艺巷煤样可燃质质量浓度较高，煤质较好。对王村煤业煤层瓦斯基础参数测定进行了研究。
关键词：瓦斯涌出量;孔隙率;瓦斯基础参数测得
王村煤业煤层厚度为1.50～7.85 m，平均厚度5.74 m，处于冒落带与裂隙带之间，工作面煤层倾角2°～8°，平均倾角5°，煤层结构简单，稳定可采。
1 测定地点的选择
为了准确测得煤层的原始瓦斯涌出量和压力，测定地点周围50 m内不应有地质构造破坏带，也不能有采动影响。根据王村矿的实际情况，决定将测定地点选在山4煤层东盘区5128掘进巷。设计在该掘进巷布置两组共4个瓦斯基础参数测定钻孔，第1组2个钻孔距东盘区回风巷290～310 m，测点标高967～968 m，第2组2个钻孔距东盘区回巷2 100～2 120 m，测点标高1 012～1 013 m。此设计既能测定出煤层瓦斯涌出量及压力的基础，又能分析煤层瓦斯涌出量及压力与标高的关系[1]。实际施工测试钻孔5个，但施工地点集中在东盘区回风巷1 742～1 862 m内，如图1所示。
2 钻孔施工
各钻孔施工顺序记为1#，2#，5#，4#;各钻孔的施工情况如下。
（1）采用直径42 mm的钻头在测压点向11#与12#合并层施工顺层钻孔。
（2）施工过程中须使用压风钻进，按设计要求打钻至23 m时，停止打钻，由技术人员做好取样准备后，开始继续压风打钻。技术人员取煤样在井下进行瓦斯涌出量测定。
（3）待取样完毕后，继续钻进至孔深25 m。钻孔施工后，清理干净孔内钻渣，保证钻孔畅通。
（4）测压钻孔成孔后，即可进行封孔工作，应在24 h内完成封孔。
（5）将4分（直径12.5 mm）2 m长的花管（孔眼长度1.5 m）用纱网缠绕（以将孔眼全部缠绕为准）后放入孔中，花管下部使用两通连接一根带有挡板（挡板间距不少于0.5 m）的空心实管。
（6）用棉纱将挡板包扎、固定，同时在棉纱上涂抹封固力白药和黑药，涂抹时要控制两种药的比例，避免反应过快，测压管无法送入孔内。带挡板的空心实管后，使用空心实管连接，直至挡板下至距孔口20 m、21 m处。
（7）将返浆管和注浆管下入孔内，注浆管长度3 m，返浆管长度3 m。返浆管需放在孔口上部，外口需安设球型闸阀。
（8）孔口外段1 m用4组封固力和棉纱进行封堵，保证封堵严实。
（9）利用罗克休泵向孔内注马丽散，保持返浆管闸阀开启直至返浆管返浆，关闭闸阀。用清水冲洗罗克休泵。
（10）在测压管外端接球形闸阀，然后安装压力表[2]。接口需使用生料带密封。
1#鉆孔于12月9日开始施工钻孔，钻孔钻进方式为干式钻进，钻孔直径108 mm，现场施工困难，钻孔在施工过程中钻头断入孔内，此时钻孔深度为16.5 m，钻孔取样失败，煤层瓦斯涌出量未能测得。由于材料准备不充分，最终于24日对该孔实施了封孔，以观测瓦斯压力[3]。
2#钻孔于12月13日开始施工，采用二次钻进成孔方式进行钻孔施工，第一次钻进钻头直径为75 mm，但施工过程中出现钻孔风排钻屑困难，钻孔不定时发生大量煤屑突然喷出，此时钻孔钻进深度为5 m左右，钻孔钻进困难。随后，改用湿式钻进，钻孔钻进正常。在钻进至孔深8 m时，出现跨孔，钻杆无法拔出，钻孔报废，无法用于封孔测压。
3#钻孔于12月17日开始施工，钻孔钻进方式改为湿式钻进，钻头直径89 mm，钻进正常。但钻至12～13 m时，钻进困难，于是开始钻进取样。取样深度为13.5～14.1 m，取样方式为岩芯管取样，岩芯管长度0.6 m，钻孔终孔深度为14.1 m;因后期施工有误，3#钻孔被施工为孔深约110 m的煤层注水孔。由于材料准备不充分，于24日对该孔实施了封孔，以观测瓦斯压力。
5#孔于12月18日开始施工，钻孔钻进方式为湿式钻进，钻头直径89 mm，钻孔取样深度为13.5 m，取样方式为岩芯管取样，终孔深度为14.1 m。12月19日开始封孔，设计采用聚氨酯和水泥联合封孔，因封孔材料准备和封孔设备准备不到位，未能按设计进行封孔。现场只对该孔采用聚氨酯封孔[4]，封孔深度为6 m。
4#测压孔于12月23日开始施工，为成功实现风排煤屑取样的方式，且不影响煤层瓦斯压力测定对钻孔深度的要求。现场施工采用干式钻进和湿式钻进结合的方式进行钻孔施工，钻头直径89 mm，钻孔钻进前期采用干式钻进，用于风排煤屑取样，取样深度为9 m。取样结束后，改用湿式钻进，钻孔终孔深度约为13 m。由于钻孔在退杆过程中，因大块煤屑残留于钻孔内，出现退杆困难，并最终致使钻杆被卡死在钻孔内，最终致使钻孔报废，无法用于封孔测压。
3 煤层瓦斯涌出量测定
回风巷向山煤层施工测压钻孔，用于取样测定煤层瓦斯涌出量。所取煤样依据取样时间顺序分别记为1号、2号煤样。各钻孔所取煤样测定的瓦斯涌出量情况如下。
3.1 1号孔煤样现场测定分析
煤体的瓦斯总解吸量为259.66 mL。煤样重量为650 g，其中可燃质质量为587.86 g，11#与12#合并层瓦斯涌出量为0.44 m3/t，原煤瓦斯涌出量0.40 m3/t。
3.2 11#与12#合并层2号孔煤样现场测定分析 煤体的瓦斯总解吸量为173.72 mL。煤样重量为550 g，其中，可燃质重量为486.23 g，所以81022工艺巷11#与12#合并层瓦斯涌出量为0.36 m3/t。原煤瓦斯涌出量0.32 m3/t。因此，11#与12#合并层瓦斯涌出量为0.32 ～0.40 m3/t。
煤层瓦斯涌出量测定值较低的原因有：（1）顺层孔为水平孔，取一定深度的煤样较困难，所取煤样可能含有大量原先就存在孔内的煤屑，瓦斯基本已经释放。
（2）受到现场钻孔施工条件的影响，所取煤样基本成粉末状，现场瓦斯损失量很大。
4 煤样实验结果分析
煤峪口矿11#与12#合并层1号、2号钻孔所取煤样瓦斯吸附实验结果看，可得出以下结论：
（1）王村煤矿11#与12#合并层煤体硬度较大，达到1.67，说明煤体具有很强的抗压能力。
（2）所取1号孔煤样测得水份为3.25%，灰份为6.31%，挥发份为18.86%，所取2号孔煤样测得水份为4.15%，灰份为7.44%，挥发份为26.15%，说明煤样可燃质质量较高，煤质较好[5]。
（3）从煤样分析结果看，煤的孔隙率很大，1号孔煤样孔隙率达到8.66%，2号孔煤样孔隙率达到9.30%。从孔隙率看，煤体的透气性较好。
5 煤层瓦斯涌出量测定结果影响因素分析
在对现场解吸量测定过程中，有解析量小、甚至无解析量的问题。具体原因可归结为如下几点：
（1）1号煤样及2号煤样是利用岩心管进行取样，现场因用压风钻进行取样无法取出煤样而采取停风钻进的方法进行取样[6]。因钻头与煤体摩擦时间较长，导致所取煤样温度较高，加速了煤体瓦斯的释放，且取样时间较长，从而导致现场瓦斯解析量很小，甚至无解析量，因此，损失瓦斯量计算结果失真。
（2）煤样采取风排煤屑的方式进行取样，但井下压风管路提供风压有限，钻头破煤程度分布不均，小块煤体随空气一起被排出钻孔，3～5 mm煤块很难排出钻孔，从而加大了取样难度，及对取样时间的准确把握。
（3）因施工困难、钻孔开孔深度不够、取样深度浅，导致煤层瓦斯涌出量测定结果偏小。其中，1号煤样取样深度14 m，测得煤层瓦斯涌出量为0.4 m3/t;2号煤样取样深度9 m，测得煤层瓦斯涌出量为0.32 m3/t。
6 结语
（1）现场测得瓦斯压力为0 MPa，测得瓦斯涌出量为0.32～0.40 m3/t。但由于现场瓦斯涌出量损失较大，理论计算瓦斯损失量误差较大，瓦斯涌出量测试结果仅供参考。
（2）现场由于瓦斯流量无法测得，瓦斯衰减系数和透气性系数难以测得，但从实验测得的孔隙率来看（1号孔煤样孔隙率达到8.66%，2号孔煤样孔隙率达到9.30%），煤体的透气性较好。
（3）11#与12#合并层硬度较大，达到1.67。
（4）实验结果表明煤样可燃质质量浓度较高，说明11#与12#合并层煤质较好。
[参考文献]
[1]王德忠.示踪气体SF6在煤矿防灭火中的应用[J].煤炭技术，2003，22（z1）：78-79.
[2]何延山.礦井通风与安全[M].北京：煤炭工业出版社，2009.
[3]秦波涛，李增华.利用SF_6气体测定矿井漏风技术[J].河北煤炭，2002（1）：1-2.
[4]陈金玉.唐口煤矿瓦斯基础参数测试及治理方案研究报告[D].北京：北京安全技术研究所，2006.
[5]《煤炭工业标准汇编》编委会.煤炭工业标准汇编煤矿安全卷[M].北京：中国标准出版社，1999.
[6]黄书翔，王坚志.瓦斯参数测定及赋存规律研究[J].煤矿开采，2006（11）：61-63，89.
Study on determination of gas foundation parameters in wangcun coal industry
Sun Jing
（Datong Vocational and Technical College of Coal， Datong 037003， China）
Abstract：The determination of the gas foundation parameters of 4 coal seams in wangcun mine lasted 35 days， and the site was selected for the construction of pressure drilling， the construction of pressure hole measurement， sampling and sealing pressure measurement. The gas mass concentraction of 11# and 12# combined layers was measured as 0.32 ～ 0.40 m3/t. The pore rate of hole No. 1 coal reached 8.66%. The porosity of coal sample No.2 reached 9.30%， indicating that the content of combustible coal sample in 81022 craft lane is higher and the coal quality is better.The determination of basic parameters of coal seam gas in Wangcun coal industry is studied.
Key words：gas content; porosity; gas base parameters
关键词：瓦斯涌出量;孔隙率;瓦斯基础参数测得
王村煤业煤层厚度为1.50～7.85 m，平均厚度5.74 m，处于冒落带与裂隙带之间，工作面煤层倾角2°～8°，平均倾角5°，煤层结构简单，稳定可采。
1 测定地点的选择
为了准确测得煤层的原始瓦斯涌出量和压力，测定地点周围50 m内不应有地质构造破坏带，也不能有采动影响。根据王村矿的实际情况，决定将测定地点选在山4煤层东盘区5128掘进巷。设计在该掘进巷布置两组共4个瓦斯基础参数测定钻孔，第1组2个钻孔距东盘区回风巷290～310 m，测点标高967～968 m，第2组2个钻孔距东盘区回巷2 100～2 120 m，测点标高1 012～1 013 m。此设计既能测定出煤层瓦斯涌出量及压力的基础，又能分析煤层瓦斯涌出量及压力与标高的关系[1]。实际施工测试钻孔5个，但施工地点集中在东盘区回风巷1 742～1 862 m内，如图1所示。
2 钻孔施工
各钻孔施工顺序记为1#，2#，5#，4#;各钻孔的施工情况如下。
（1）采用直径42 mm的钻头在测压点向11#与12#合并层施工顺层钻孔。
（2）施工过程中须使用压风钻进，按设计要求打钻至23 m时，停止打钻，由技术人员做好取样准备后，开始继续压风打钻。技术人员取煤样在井下进行瓦斯涌出量测定。
（3）待取样完毕后，继续钻进至孔深25 m。钻孔施工后，清理干净孔内钻渣，保证钻孔畅通。
（4）测压钻孔成孔后，即可进行封孔工作，应在24 h内完成封孔。
（5）将4分（直径12.5 mm）2 m长的花管（孔眼长度1.5 m）用纱网缠绕（以将孔眼全部缠绕为准）后放入孔中，花管下部使用两通连接一根带有挡板（挡板间距不少于0.5 m）的空心实管。
（6）用棉纱将挡板包扎、固定，同时在棉纱上涂抹封固力白药和黑药，涂抹时要控制两种药的比例，避免反应过快，测压管无法送入孔内。带挡板的空心实管后，使用空心实管连接，直至挡板下至距孔口20 m、21 m处。
（7）将返浆管和注浆管下入孔内，注浆管长度3 m，返浆管长度3 m。返浆管需放在孔口上部，外口需安设球型闸阀。
（8）孔口外段1 m用4组封固力和棉纱进行封堵，保证封堵严实。
（9）利用罗克休泵向孔内注马丽散，保持返浆管闸阀开启直至返浆管返浆，关闭闸阀。用清水冲洗罗克休泵。
（10）在测压管外端接球形闸阀，然后安装压力表[2]。接口需使用生料带密封。
1#鉆孔于12月9日开始施工钻孔，钻孔钻进方式为干式钻进，钻孔直径108 mm，现场施工困难，钻孔在施工过程中钻头断入孔内，此时钻孔深度为16.5 m，钻孔取样失败，煤层瓦斯涌出量未能测得。由于材料准备不充分，最终于24日对该孔实施了封孔，以观测瓦斯压力[3]。
2#钻孔于12月13日开始施工，采用二次钻进成孔方式进行钻孔施工，第一次钻进钻头直径为75 mm，但施工过程中出现钻孔风排钻屑困难，钻孔不定时发生大量煤屑突然喷出，此时钻孔钻进深度为5 m左右，钻孔钻进困难。随后，改用湿式钻进，钻孔钻进正常。在钻进至孔深8 m时，出现跨孔，钻杆无法拔出，钻孔报废，无法用于封孔测压。
3#钻孔于12月17日开始施工，钻孔钻进方式改为湿式钻进，钻头直径89 mm，钻进正常。但钻至12～13 m时，钻进困难，于是开始钻进取样。取样深度为13.5～14.1 m，取样方式为岩芯管取样，岩芯管长度0.6 m，钻孔终孔深度为14.1 m;因后期施工有误，3#钻孔被施工为孔深约110 m的煤层注水孔。由于材料准备不充分，于24日对该孔实施了封孔，以观测瓦斯压力。
5#孔于12月18日开始施工，钻孔钻进方式为湿式钻进，钻头直径89 mm，钻孔取样深度为13.5 m，取样方式为岩芯管取样，终孔深度为14.1 m。12月19日开始封孔，设计采用聚氨酯和水泥联合封孔，因封孔材料准备和封孔设备准备不到位，未能按设计进行封孔。现场只对该孔采用聚氨酯封孔[4]，封孔深度为6 m。
4#测压孔于12月23日开始施工，为成功实现风排煤屑取样的方式，且不影响煤层瓦斯压力测定对钻孔深度的要求。现场施工采用干式钻进和湿式钻进结合的方式进行钻孔施工，钻头直径89 mm，钻孔钻进前期采用干式钻进，用于风排煤屑取样，取样深度为9 m。取样结束后，改用湿式钻进，钻孔终孔深度约为13 m。由于钻孔在退杆过程中，因大块煤屑残留于钻孔内，出现退杆困难，并最终致使钻杆被卡死在钻孔内，最终致使钻孔报废，无法用于封孔测压。
3 煤层瓦斯涌出量测定
回风巷向山煤层施工测压钻孔，用于取样测定煤层瓦斯涌出量。所取煤样依据取样时间顺序分别记为1号、2号煤样。各钻孔所取煤样测定的瓦斯涌出量情况如下。
3.1 1号孔煤样现场测定分析
煤体的瓦斯总解吸量为259.66 mL。煤样重量为650 g，其中可燃质质量为587.86 g，11#与12#合并层瓦斯涌出量为0.44 m3/t，原煤瓦斯涌出量0.40 m3/t。
3.2 11#与12#合并层2号孔煤样现场测定分析 煤体的瓦斯总解吸量为173.72 mL。煤样重量为550 g，其中，可燃质重量为486.23 g，所以81022工艺巷11#与12#合并层瓦斯涌出量为0.36 m3/t。原煤瓦斯涌出量0.32 m3/t。因此，11#与12#合并层瓦斯涌出量为0.32 ～0.40 m3/t。
煤层瓦斯涌出量测定值较低的原因有：（1）顺层孔为水平孔，取一定深度的煤样较困难，所取煤样可能含有大量原先就存在孔内的煤屑，瓦斯基本已经释放。
（2）受到现场钻孔施工条件的影响，所取煤样基本成粉末状，现场瓦斯损失量很大。
4 煤样实验结果分析
煤峪口矿11#与12#合并层1号、2号钻孔所取煤样瓦斯吸附实验结果看，可得出以下结论：
（1）王村煤矿11#与12#合并层煤体硬度较大，达到1.67，说明煤体具有很强的抗压能力。
（2）所取1号孔煤样测得水份为3.25%，灰份为6.31%，挥发份为18.86%，所取2号孔煤样测得水份为4.15%，灰份为7.44%，挥发份为26.15%，说明煤样可燃质质量较高，煤质较好[5]。
（3）从煤样分析结果看，煤的孔隙率很大，1号孔煤样孔隙率达到8.66%，2号孔煤样孔隙率达到9.30%。从孔隙率看，煤体的透气性较好。
5 煤层瓦斯涌出量测定结果影响因素分析
在对现场解吸量测定过程中，有解析量小、甚至无解析量的问题。具体原因可归结为如下几点：
（1）1号煤样及2号煤样是利用岩心管进行取样，现场因用压风钻进行取样无法取出煤样而采取停风钻进的方法进行取样[6]。因钻头与煤体摩擦时间较长，导致所取煤样温度较高，加速了煤体瓦斯的释放，且取样时间较长，从而导致现场瓦斯解析量很小，甚至无解析量，因此，损失瓦斯量计算结果失真。
（2）煤样采取风排煤屑的方式进行取样，但井下压风管路提供风压有限，钻头破煤程度分布不均，小块煤体随空气一起被排出钻孔，3～5 mm煤块很难排出钻孔，从而加大了取样难度，及对取样时间的准确把握。
（3）因施工困难、钻孔开孔深度不够、取样深度浅，导致煤层瓦斯涌出量测定结果偏小。其中，1号煤样取样深度14 m，测得煤层瓦斯涌出量为0.4 m3/t;2号煤样取样深度9 m，测得煤层瓦斯涌出量为0.32 m3/t。
6 结语
（1）现场测得瓦斯压力为0 MPa，测得瓦斯涌出量为0.32～0.40 m3/t。但由于现场瓦斯涌出量损失较大，理论计算瓦斯损失量误差较大，瓦斯涌出量测试结果仅供参考。
（2）现场由于瓦斯流量无法测得，瓦斯衰减系数和透气性系数难以测得，但从实验测得的孔隙率来看（1号孔煤样孔隙率达到8.66%，2号孔煤样孔隙率达到9.30%），煤体的透气性较好。
（3）11#与12#合并层硬度较大，达到1.67。
（4）实验结果表明煤样可燃质质量浓度较高，说明11#与12#合并层煤质较好。
[参考文献]
[1]王德忠.示踪气体SF6在煤矿防灭火中的应用[J].煤炭技术，2003，22（z1）：78-79.
[2]何延山.礦井通风与安全[M].北京：煤炭工业出版社，2009.
[3]秦波涛，李增华.利用SF_6气体测定矿井漏风技术[J].河北煤炭，2002（1）：1-2.
[4]陈金玉.唐口煤矿瓦斯基础参数测试及治理方案研究报告[D].北京：北京安全技术研究所，2006.
[5]《煤炭工业标准汇编》编委会.煤炭工业标准汇编煤矿安全卷[M].北京：中国标准出版社，1999.
[6]黄书翔，王坚志.瓦斯参数测定及赋存规律研究[J].煤矿开采，2006（11）：61-63，89.
Study on determination of gas foundation parameters in wangcun coal industry
Sun Jing
（Datong Vocational and Technical College of Coal， Datong 037003， China）
Abstract：The determination of the gas foundation parameters of 4 coal seams in wangcun mine lasted 35 days， and the site was selected for the construction of pressure drilling， the construction of pressure hole measurement， sampling and sealing pressure measurement. The gas mass concentraction of 11# and 12# combined layers was measured as 0.32 ～ 0.40 m3/t. The pore rate of hole No. 1 coal reached 8.66%. The porosity of coal sample No.2 reached 9.30%， indicating that the content of combustible coal sample in 81022 craft lane is higher and the coal quality is better.The determination of basic parameters of coal seam gas in Wangcun coal industry is studied.
Key words：gas content; porosity; gas base parameters