煤田地质与勘探

作者：高明忠, 宋杰, 崔鹏飞, 李永程, 王智鹏, 周雪敏, 李炬, 郝宗欣, 郝海春,

关键词：保压保瓦斯取心, 含水率, 原位瓦斯压力, 压力计算, 压力演化,

目的和方法煤层原位瓦斯压力是煤矿安全生产以及煤层气资源评估的重要参数。针对现阶段煤层原位瓦斯压力测定周期长、测算结果受多种参数影响等局限，利用自主搭建的保压煤心瓦斯压力演化实验系统，开展了不同含水率下保压煤心等温吸附和扩容解吸实验，在揭示保压煤样瓦斯压力演化规律的基础上，基于“深部煤层原位保压保瓦斯取心工艺”形成的“煤层原位瓦斯压力”理论计算原理，提出了考虑气体压缩因子与含水率的瓦斯压力计算修正模型，并验证了其可靠性。结果和结论结果表明：(1) 受高瓦斯压力影响，保压空间内瓦斯压力更容易达到新的平衡，在等温吸附过程中瓦斯压力呈阶段性演化特征，保压煤心瓦斯压力先快速下降至某一值，升压后再逐渐趋于平衡。(2) 受煤样介孔为主、微孔孔容较大孔隙特征影响，煤中水分含水率越高，煤对瓦斯的吸附阻力越大，从而导致平衡时间拉长，吸附压降值降低。(3) 基于不同含水率保压煤心扩容解吸实验计算了煤样瓦斯压力，各含水率下瓦斯压力计算结果平均相对误差分别为2.22%、1.29%、0.39%、0.80%，可见修正后的瓦斯压力计算方法有较高准确度。提出的瓦斯压力计算新方法有望为煤层原位瓦斯压力测定提供可靠、便捷、精准的计算方法。

来源：2025年第4期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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