新元煤矿原煤瓦斯含量与瓦斯压力对应关系及其应用研究

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《防治煤与瓦斯突出规定》要求区域预测应当首先根据煤层煤层瓦斯压力P进行预测,如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料,也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。由于新元煤矿采用的是沿煤层掘进的开拓方式,在测定本煤层瓦斯压力时,由于封孔技术以及现场施工技术上存在难题,无法准确的确定煤层瓦斯压力。与瓦斯压力相比较,煤层瓦斯含量测试技术较为成熟,并且测试结果与实际瓦斯含量相差不大,因此通常采用煤层瓦斯含量W进行区域预测。但是,在采用煤层瓦斯含量进行预测时,存在着瓦斯压力与实际的瓦斯含量指标不匹配、不一致的问题,影响了煤层瓦斯含量W指标的应用和区域预测的正常进行。因此,本文通过研究原煤瓦斯含量与瓦斯压力的对应关系,来确定适合新元煤矿的区域预测瓦斯含量临界值。  首先,通过加工的高压吸附煤样罐在井下采集新鲜煤样,根据不同吸附平衡瓦斯压力下的吸附瓦斯含量反算出了原煤瓦斯吸附常数,并利用钻屑瓦斯解吸速度法对取样过程中的损失量进行了计算;根据朗格缪尔方程,通过反演得出了原煤瓦斯压力,在此基础上,分析了不同水分条件下原煤瓦斯含量与瓦斯压力之间的对应关系。  其次,在实验室对3号煤层的坚固性系数进行了测定,结果表明:新元煤矿3号煤层的最小坚固性系数为0.18,将其代入经验公式,得出了新元煤矿最小突出瓦斯压力为0.74MPa,并结合不同水分条件下的原煤瓦斯含量与瓦斯压力对应关系,确定出了新元煤矿区域预测瓦斯含量临界值为8.21m3/t。  最后,在新元煤矿31003巷、西七中间巷进行了现场考察,并测定了考察过程中的钻屑瓦斯解吸指标 K1值和2h值,结果表明,实验得出的区域预测瓦斯含量临界值是可靠的。
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