一、研發(fā)背景

煤層原始（殘余）瓦斯壓力是煤層瓦斯含量間接測定、突出危險(xiǎn)性鑒定、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性區(qū)域預(yù)測、區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)、瓦斯資源開發(fā)評價(jià)等不可或缺的指標(biāo)。

目前，我國主要采用穿層鉆孔或順層鉆孔封孔、自然壓力恢復(fù)或壓力補(bǔ)償?shù)姆椒y定煤層原始（殘余）瓦斯壓力，這種測壓方法存在如下不足：

1、原始瓦斯壓力測定周期長

（1）原始瓦斯壓力測定地點(diǎn)選擇困難，要求測壓地點(diǎn)優(yōu)先選擇石門或巖巷，巖性致密且不受地質(zhì)構(gòu)造、采動卸壓、瓦斯抽采等影響；

（2）對測壓鉆孔的封孔質(zhì)量要求很高，測壓期間不得出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象；

（3）測壓時(shí)間長，要求自然壓力恢復(fù)法測壓不得少于21天，壓力補(bǔ)償法測壓不得少于7天；

（4）測壓成功率較低，巖孔測壓成功率不足70%，煤孔測壓成功率不足40%。

2、殘余瓦斯壓力測值可信度低

（1）受采動卸壓或瓦斯抽采的影響，特別是采取煤層增透措施后，很難實(shí)現(xiàn)測壓鉆孔嚴(yán)密封孔；

（2）瓦斯壓力測值遠(yuǎn)小于殘余瓦斯含量對應(yīng)的殘余瓦斯壓力；

（3）殘余瓦斯壓力（相對壓力）測值嚴(yán)重偏低，多數(shù)情況甚至為零。

免封孔煤層瓦斯壓力測定方法，是河南理工大學(xué)王兆豐教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一種煤層原始（殘余）瓦斯壓力測定新方法，該方法只需要再測定地點(diǎn)打鉆采集煤樣，通過對煤樣進(jìn)行賦存狀態(tài)復(fù)原，即可快速測出煤層原始（殘余）瓦斯壓力。

該方法已申報(bào)國家發(fā)明專利（CN110108850A），已獲得國家實(shí)用新型專利（ZL210347634U），并被列入2021年國家能源行業(yè)標(biāo)編制計(jì)劃。

二、測試原理

施工順層或穿層鉆孔，采集預(yù)定位置含瓦斯煤樣，利用免封孔煤層瓦斯壓力測定裝置，依次對煤樣進(jìn)行取樣漏失瓦斯量補(bǔ)償、原位體積復(fù)原以及儲層溫度瓦斯吸附平衡，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確測定煤層原始（殘余）瓦斯壓力的目的。

三、測試裝置

免封孔煤層瓦斯壓力測定裝置由真空脫氣、體積標(biāo)定、漏失瓦斯量補(bǔ)償、煤樣原位體積復(fù)原、儲層溫度吸附平衡和數(shù)據(jù)采集分析單元構(gòu)成，具有自動參數(shù)采集、數(shù)據(jù)分析、曲線繪制和報(bào)表生成等功能。裝置實(shí)物照片如下圖所示。