CN101824982A - 煤层瓦斯抽放有效半径测定方法 - Google Patents

煤层瓦斯抽放有效半径测定方法 Download PDF

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刘三钧
郝志勇
李全贵
孟杰
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Abstract

一种煤层瓦斯抽放有效半径测定方法，涉及煤层瓦斯抽放的钻孔间距设计，适应于水力割缝抽放、密集钻孔抽放、水压致裂抽放、水力冲孔抽放、开采保护层强化抽放煤层瓦斯抽放的情况。根据煤层瓦斯压力和瓦斯含量的对应关系，利用瓦斯压力变化情况来确定煤层瓦斯抽放的有效半径，指导煤层瓦斯抽放有效半径测定的实施。按要求在设计点施工观测孔，封孔后并装上压力表。当压力稳定后，施工抽放孔并联网进行抽放，观察观测孔瓦斯压力的变化情况并作好记录，从而得出具体的抽放时间对应的煤层瓦斯抽放的有效半径，为抽放方案设计奠定基础，达到安全高效生产的目的。

Description

煤层瓦斯抽放有效半径测定方法
技术领域
本发明涉及煤层瓦斯抽放技术领域，尤其是一种适用于水力割缝抽放、密集钻孔抽放、水压致裂抽放、水力冲孔抽放、开采保护层强化抽放等煤层瓦斯抽放有效半径测定方法。
背景技术
目前，我国绝大多数煤矿是高瓦斯或突出矿井，瓦斯事故是制约煤矿安全生产的“瓶颈”因素。瓦斯压力是瓦斯在煤层中流动的动力，是计算煤层瓦斯含量多少以及瓦斯动力现象潜能大小的主要参数，在煤与瓦斯突出的发展、发生过程中，瓦斯压力起着重大作用。煤矿瓦斯抽放是降低矿井瓦斯压力、防止瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出灾害的重要措施，这些措施的应用起到了很好的防突和综合治理瓦斯的效果。
煤层瓦斯抽放的钻孔间距是影响瓦斯抽放效果的重要因素：钻孔间距过大，在抽放范围内容易形成抽放盲区；钻孔间距过小，容易造成人力和物力的浪费。所以，煤层瓦斯抽放钻孔的设计应以钻孔的有效抽放半径为依据。而在实际应用中，而在实际应用中，瓦斯抽放钻孔的设计参数按照现场的经验选取，没有科学理论作依据，设计参数不准确。正确设计抽放钻孔的布置方式、数目等对提高煤层瓦斯的抽放率以及合理制定瓦斯防治措施等都具有非常重要的意义，是煤矿安全生产的重要保障。煤层瓦斯抽放的有效半径是抽放方案设计的基础，只有准确地测定钻孔的有效抽放半径才能合理地提高煤层瓦斯的抽放率，达到安全消突的目的。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种可靠、快捷、有效的煤层瓦斯抽放有效半径测定方法。
技术方案：本发明的煤层瓦斯抽放有效半径测定方法：
a、根据煤层瓦斯预抽率相关技术指标，按照煤层瓦斯含量X和煤层瓦斯压力p工业应用公式
Figure GSA00000087219700011
确定：在抽放时间内瓦斯压力下降一半作为煤层瓦斯抽放有效半径测定的指标；
b、在井下选择不受断层影响和岩体保护比较完整且裂隙不发育的地点，在施工观测孔之前预先留设抽放孔的位置；
c、在预先留设抽放孔同一平面位置的左右两侧间隔距离分别施工多个观测孔，并分别对多个观测孔进行封孔，封孔完毕安装压力表；
d、当压力稳定后在预留位置施工抽放孔，并与抽放系统联网进行抽放；
e、记录瓦斯抽放起始时间，并通过压力表观察各观测孔瓦斯压力的变化情况，当在抽放时间内瓦斯压力下降一半时，所对应观测孔与抽放孔的距离即为煤层瓦斯抽放有效半径，从而得出具体的抽放时间对应的煤层瓦斯抽放的有效半径。
所述的多个观测孔为4～6个；抽放孔与最近观测孔的间距为d，其它相邻各孔间距均为2d；所述的间距d为0.5～1m；观测孔和抽放孔的岩孔长度大于15m，煤孔长度在0.2～0.5m之间。
有益效果：
(1)首先根据煤层瓦斯压力和瓦斯含量对应的关系作为理论依据，利用瓦斯压力变化情况来确定煤层瓦斯抽放的有效半径，为煤层瓦斯抽放有效半径测定提供了科学的理论依据。
(2)煤层瓦斯抽放有效半径测定是利用瓦斯压力的相对变化情况确定的，不受瓦斯压力测压精确性的影响，提高了有效半径测定的准确性。
(3)得出具体的抽放时间对应的煤层瓦斯抽放的有效半径，为抽放方案设计奠定基础，合理地提高煤层瓦斯的抽放率，达到安全高效生产的目的。
附图说明
图1是本发明煤层瓦斯抽放有效半径测定的钻孔设计平面示意图；
图2是本发明煤层瓦斯抽放有效半径测定的钻孔设计剖面示意图。
图中：1-抽放孔；2-观测孔；3-压力表；4-瓦斯。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：
1、按照《煤矿瓦斯抽采基本指标》要求煤层瓦斯预抽率一般大于30％，即煤层瓦斯抽放后的瓦斯含量应小于抽放前瓦斯含量的70％；根据煤层瓦斯含量X和煤层瓦斯压力p工业应用公式(a为系数)得出：此时残余瓦斯压力为原始瓦斯压力的49％，即瓦斯压力
下降量约为一半；
2、在井下选择不受断层影响和岩体保护比较完整且裂隙不发育的地点，在施工观测孔2之前预先留设抽放孔1的位置，然后施工观测孔2，观测孔2和抽放孔1在同一平面平行分布，观测孔2和抽放孔1的岩孔长度大于15m。由于钻孔施工时容易产生“扩孔”现象，即煤孔扩大致使各钻孔相通或者孔间距减小不利于抽放半径的精确考察，因此，一方面要求煤孔长度不能过长，煤孔长度在0.2～0.5m之间为宜；另一方面要求观测孔2交替分布在抽放孔1的两侧并要求第一个观测孔2与抽放孔1的间距为d，孔间距d在0.5～1m之间，其它各孔间距为2d，如图1所示；这样可以在2d孔间距的情况下得到的有效抽放半径的数值相差为d，提高了测定的准确性。
3、观测孔2施工完毕后，进行封孔并安装压力表3；等所有观测孔2压力读数稳定之后在预留位置施工抽放孔1，抽放孔1施工完毕后及时封孔并与抽放系统联网进行抽放，瓦斯4在抽放负压的作用下流向抽放孔，观测孔2的压力随之下降；钻孔工艺、封孔工艺、抽放参数和现场应用情况相同；
4、记录瓦斯抽放起始时间，并通过压力表3观察各观测孔2瓦斯压力的变化情况，当在抽放时间内瓦斯压力下降一半时所对应观测孔2与抽放孔1的距离即为煤层瓦斯抽放有效半径，从而得出具体的抽放时间对应的煤层瓦斯抽放的有效半径。

Claims (5)

1.一种煤层瓦斯抽放有效半径测定方法，其特征是：
a、根据煤层瓦斯预抽率相关技术指标，按照煤层瓦斯含量X和煤层瓦斯压力p工业应用公式
Figure FSA00000087219600011
确定：在抽放时间内瓦斯压力下降一半作为煤层瓦斯抽放有效半径测定的指标；
b、在井下选择不受断层影响和岩体保护比较完整且裂隙不发育的地点，在施工观测孔(2)之前预先留设抽放孔(1)的位置；
c、在预先留设抽放孔(1)同一平面位置的左右两侧间隔距离分别施工多个观测孔(2)，并分别对多个观测孔(2)进行封孔，封孔完毕安装压力表(3)；
d、当压力稳定后在预留位置施工抽放孔(1)，并与抽放系统联网进行抽放；
e、记录瓦斯抽放起始时间，并通过压力表(3)观察各观测孔(2)瓦斯压力的变化情况，当在抽放时间内瓦斯压力下降一半时，所对应观测孔(2)与抽放孔(1)的距离即为煤层瓦斯抽放有效半径，从而得出具体的抽放时间对应的煤层瓦斯抽放的有效半径。
2.根据权利要求1所述的煤层瓦斯抽放有效半径测定方法，其特征是：所述的多个观测孔(2)为4～6个。
3.根据权利要求1所述的煤层瓦斯抽放有效半径测定方法，其特征是：抽放孔(1)与最近观测孔(2)的间距为d，其它相邻各孔间距均为2d。
4.根据权利要求3所述的煤层瓦斯抽放有效半径测定方法，其特征是：所述的间距d为0.5～1m。
5.根据权利要求1、2或3所述的煤层瓦斯抽放有效半径测定方法，其特征是：观测孔(2)和抽放孔(1)的岩孔长度大于15m，煤孔长度在0.2～0.5m之间。
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