實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目直接法煤層瓦斯壓力測定（膠囊一粘液封孔法）―、實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿簩油咚箟毫κ茄芯棵簩油咚官x存、預(yù)測瓦斯含量和涌出形式的必要技術(shù)參數(shù)，也是預(yù)測煤與瓦斯突出的發(fā)生和發(fā)展過程的重要指標(biāo)。通過實(shí)驗(yàn)，掌握膠囊一粘液封孔法直接測定煤層瓦斯壓力的原理、方法及步驟，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)完成井下的瓦斯壓力測定工作。二、實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)原理通過地面鉆孔或井下鉆孔揭露煤層，安設(shè)瓦斯壓力測定裝置及儀表，封孔后，利用煤層瓦斯的自然滲透作用，使鉆孔揭露煤層處或測壓室的瓦斯壓力與未受鉆孔擾動煤層的瓦斯壓力達(dá)到相對平衡，并通過測定鉆孔揭露煤層處或測壓室的瓦斯壓力來表征被測煤層的瓦斯壓力。按照封孔方式分為主動式和被動式，主動式封孔的基本原理是“固封液，液封氣”即在封閉段兩端的固體物質(zhì)間注入壓力密封液，在高于預(yù)計(jì)瓦斯壓力的密封粘液的作用下，密封液滲入孔壁與固體物的裂縫和孔隙周圍的裂隙中以阻止煤層瓦斯泄漏（膠囊一粘液封孔）；被動式封孔的基本原理是用固體物充填測壓管與鉆孔壁之間的空隙（如黃泥、水泥砂漿、聚氨酯等）?，F(xiàn)場試驗(yàn)地點(diǎn)選擇原則（1） 測定地點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先選擇石門或巖巷中，選擇巖性致密的地點(diǎn)，且無斷層裂隙、斷層等地質(zhì)構(gòu)造處布置測點(diǎn)，其瓦斯賦存要具有代表性；（2） 測壓孔應(yīng)避開含水層、溶洞，并保證測壓鉆孔與其距離不小于50m；（3） 對于測定煤層原始瓦斯壓力的測壓鉆孔應(yīng)避開采動、瓦斯抽采及其他人為卸壓影響范圍，并保證測壓鉆孔與其距離不小于50m；（4） 需要測定煤層殘存瓦斯壓力的測壓鉆孔則根據(jù)測壓目的的要求進(jìn)行測壓地點(diǎn)選擇;（5） 選擇測壓地點(diǎn)應(yīng)保證測壓鉆孔有足夠的封孔深度（穿層測壓鉆孔的見煤點(diǎn)或順層測壓鉆孔的測壓氣室應(yīng)位于巷道的卸壓圈之外）；（6） 同一地點(diǎn)應(yīng)設(shè)置兩個測壓鉆孔，其終孔見煤點(diǎn)或測壓氣室應(yīng)在相互影響范圍之外，其距離除石門測壓外應(yīng)不小于20m；（7） 瓦斯壓力測定地點(diǎn)宜選擇在進(jìn)風(fēng)地點(diǎn)，行人少且便于安設(shè)保護(hù)柵欄的地方。3?實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器采用華北科技學(xué)院獨(dú)立研發(fā)的MWYZ-HIII型主動式煤層瓦斯壓力測定儀及相關(guān)安裝工具、補(bǔ)氣氣瓶等。儀器結(jié)構(gòu)圖如下圖：膨脹液管紅色黑色綠色粘液管瓦斯管瓦斯壓力表瓦斯補(bǔ)氣口 紅色,口 —4.儀器操作規(guī)程MWYZ-HII］型主動式煤層瓦斯壓力測定儀是目前先進(jìn)的儀器，為了保證該儀器的正確和安全使用，特編制如下操作規(guī)程。1?在使用本儀器前，需認(rèn)真詳細(xì)閱讀《MWYZ-HII型主動式煤層瓦斯壓力測定儀使用說明書》，并熟悉儀器各部分功能和整個測試系統(tǒng)。在井下正式測試之前，需在地面模擬鉆孔中做耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力應(yīng)高于井下預(yù)計(jì)瓦斯壓力0.5?1.0MPa（注意：該儀器的額定測壓值為6MPa）。在地面試驗(yàn)中應(yīng)認(rèn)真觀察整個觀測系統(tǒng)是否可靠，發(fā)現(xiàn)情況異常或泄漏應(yīng)及時查明原因，并進(jìn)行排除，以確保整個測試系統(tǒng)在井下安全可靠。選擇合適的測壓地點(diǎn)，測壓地點(diǎn)應(yīng)無復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造。直接在煤層中進(jìn)行瓦斯壓力測定時，應(yīng)選擇新鮮暴露煤層；通過巖層測定煤層瓦斯壓力時，應(yīng)垂直于煤層打鉆，當(dāng)鉆孔接近煤層后，停止鉆進(jìn)，待測壓人員到達(dá)現(xiàn)場后，恢復(fù)鉆進(jìn)。注意：鉆孔直徑宜為70?75mm,否則，直徑過大會造成膠囊過度膨脹，易使膠囊破裂。膠囊用的乳化液必須經(jīng)過過濾，且雜質(zhì)粒度應(yīng)小于1mm,以防由于管路堵塞，造成膠囊壓力低于壓力表顯示的壓力。乳化液為皂化液+水，其體積比為1：19（即1份皂化液+19份水）。5?在打鉆期間，完成壓力粘液的配制，并放入粘液罐中。壓力粘液為膨潤土+乳化液（或水），其體積比為1：7（即1份膨潤土+7份乳化液或水）。若密封粘液使用三相泡沫，可先將泡沫粉先放入膠囊之間的護(hù)管里，然后使用手壓泵打水或乳化液。注：壓力粘液的輸送可以選擇氮?dú)馄繗鈮候?qū)動，也可選擇手壓泵用乳化液驅(qū)動。鉆孔完工后，要清除孔底的鉆屑，以提高密封效果。清除完鉆屑后，要盡快將封孔器送入鉆孔中，這樣可大大縮短測壓時間。將封孔器放入鉆孔內(nèi)的預(yù)定位置后，為避免危險(xiǎn)，先暫時打開瓦斯補(bǔ)氣口處的開關(guān)，排放瓦斯，然后利用手動式乳化液泵將乳化液壓力加至1.5Mpa，檢查膠囊是否膨脹并封住鉆孔。檢查時可用力拉護(hù)管，觀察是否松動。如松動，說明膠囊未膨脹，應(yīng)先放出乳化液卸壓，然后檢查管路是否發(fā)生阻塞，并及時排除，確保膠囊及管路通暢之后方可使用。在整個操作和測壓期間，工作人員不得面對封孔器，以防封孔器突然沖出傷人。封孔器安裝完畢后,應(yīng)把“管道沖出危險(xiǎn)切勿正對鉆孔”警示牌掛在鉆孔處的護(hù)管上，并通過護(hù)管將封孔器固定在專用的立柱上，以防測壓時封孔器突然拋出。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)槟z囊反復(fù)使用后可能產(chǎn)生泄漏，使乳化液壓力突然下降，如果沒有固定封孔器的立柱，封孔器可能在瓦斯壓力作用下突然拋出，造成事故。膠囊膨脹封住鉆孔后，打開氮?dú)馄靠傞_關(guān)和粘液罐高壓截止閥開關(guān)。為了快速將粘液密封腔充滿粘液，先將氮?dú)馄繙p壓表的壓力調(diào)到0.8?1.0MPa，當(dāng)粘液密封腔充滿粘液后，再將氮?dú)馄繙p壓表的壓力暫時調(diào)到0.2?0.3MPa，封堵膠囊周邊鉆孔裂隙。關(guān)閉瓦斯補(bǔ)氣口處的開關(guān)，觀察瓦斯壓力表上的變化。為加速瓦斯壓力的上升，縮短測壓時間，在完成鉆孔密封后可通過瓦斯補(bǔ)氣口向瓦斯室內(nèi)充入補(bǔ)償高壓氮?dú)?。注：補(bǔ)氣可以選擇氮?dú)馄垦a(bǔ)氮?dú)?，也可利用壓風(fēng)補(bǔ)氣。測壓期間要定時觀察和記錄瓦斯壓力、乳化液壓力和粘液壓力。如乳化液壓力或粘液壓力下降，應(yīng)及時補(bǔ)壓，保證乳化液壓力高于瓦斯壓力1.5MPa，粘液壓力高于瓦斯壓力0.2?0.3MPa。如果瓦斯壓力連續(xù)24小時沒有變化，則可認(rèn)為這個穩(wěn)定的壓力就是煤層瓦斯壓力。測壓完畢后，回收測壓儀。注意：測壓儀回收時，要嚴(yán)格按照操作程序，按順序進(jìn)行，先釋放瓦斯，再釋放粘液壓力，最后釋放膠囊乳化液壓力，否則會出現(xiàn)危險(xiǎn)。測壓儀器使用完后應(yīng)及時清理，并擦干各部件，以防生銹。注意：通粘液的通道要通過手動式乳化液泵打壓清洗，避免粘液堵塞管路。

三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容膨脹膠囊的耐壓性檢驗(yàn)。整套測壓儀的安裝與使用。了解測壓儀的現(xiàn)場測試結(jié)果數(shù)據(jù)處理。四、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理膨脹膠囊的耐壓性檢驗(yàn)時，將觀測結(jié)果繪制在以時間（h）為橫坐標(biāo)，水壓（MPa）為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)圖上，觀測時間不小于10h，充水壓力不小于8MPa，若10h內(nèi)水壓下降不超過0.8MPa，膠囊耐壓合格?，F(xiàn)場測壓觀測，若瓦斯壓力在3d內(nèi)變化不超過0.015MPa,測壓工作結(jié)束；否則應(yīng)延長測壓時間。測壓結(jié)果的確定如下式：P二P'+P0P為測定地點(diǎn)的煤層絕對瓦斯壓力，MPa；P'為測定地點(diǎn)的煤層相對瓦斯壓力，MPa；