CN109488381B - 一种精准确定采空区瓦斯抽采最佳井位和层位的方法 - Google Patents

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Abstract

一种精准确定采空区瓦斯抽采最佳井位和层位的方法,适用于采用地面钻井抽采采空区瓦斯时,精准确定地面钻井井底的井位和层位。包括:a.在与采煤工作面停采线水平距离为80‑100m和与进风巷水平距离为10‑70m处的地面垂直向下施工钻井至钻井底部位于煤层上方100‑150m处;b.自钻井底部向采煤工作面的开切眼方向施工定向考察井至开切眼处,定向考察井与回风巷水平距离为20‑30m;c.在采煤工作面推进过程中,实时监测定向考察井的瓦斯浓度c和混合气体流量q;根据公式w=c×q,当w的值最大时,即为瓦斯抽采最佳的井位和层位;w为瓦斯流量,单位是m3/s。本发明定位精准、瓦斯抽采浓度高、抽采流量大。

Description

一种精准确定采空区瓦斯抽采最佳井位和层位的方法
技术领域
一种精准确定采空区瓦斯抽采最佳井位和层位的方法,适用于生产矿区内采煤工作面瓦斯抽采,特别适用于采用地面钻井抽采采空区瓦斯时,精准确定地面钻井布置的井位和层位。
背景技术
我国煤炭开采多为井下作业,且矿井瓦斯含量普遍较高。井下工作面回采后形成采空区,这些采空区内散落的遗煤和煤柱会逐渐解吸出大量瓦斯,它是一种清洁能源,可作为汽车燃气、居民生活用气和用作发电等。目前常用的抽采采空区瓦斯的方法主要有高位钻孔、高抽巷和地面钻井。高位钻孔虽然具有施工方便、施工费用的优点,但高位钻孔的位置经常难以控制,导致瓦斯抽采浓度低。高抽巷能有效抽采采空区瓦斯,但其工程量大且施工费用高。此外,现有的地面钻井井位和层位的确定方法主要基于采空区竖“三带”和“O”形圈理论,但其确定的地面钻井井位和层位范围过大且模糊,无法高效抽采采空区瓦斯。
发明内容
本发明克服了基于采空区竖“三带”和“O”形圈理论确定地面钻井井位和层位理论的不足之处,通过设计和施工定向考察井,实时检测定向考察井抽出的瓦斯浓度和混合气体流量,根据不同井位和层位瓦斯浓度和混合气体流量,精准确定采空区瓦斯抽采最佳的井位和层位,以高效抽采采空区瓦斯。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案步骤如下:
a.在与采煤工作面停采线水平距离为80-100m和与进风巷水平距离为10-70m处的地面垂直向下施工钻井至钻井底部位于煤层上方100-150m处;
b.自钻井底部沿水平方向与回风巷的夹角为15-50°和竖直方向与煤层的夹角为10-45°的方向,向采煤工作面的开切眼方向施工定向考察井至开切眼处,且与回风巷水平距离为20-30m;
c.在地面钻井井口安装抽采泵、瓦斯浓度和气体流量传感器;
d.在采煤工作面推进过程中,实时监测定向考察井所处的井位和层位对应的瓦斯浓度c(单位是%)和混合气体流量q(单位是m3/s);
e.根据公式w=c×qw为瓦斯流量,单位是m3/s。当瓦斯流量w的值最大时,即为瓦斯抽采最佳的井位和层位。
本发明的有益效果:
(1)提高了瓦斯抽采效果,有效缓解了采煤工作面瓦斯浓度超限,保证了采煤工作面煤炭生产的安全性;
(2)利用定向考察井精准确定采空区瓦斯抽采最佳井位和层位,从而增加了瓦斯抽采浓度和流量,提高了瓦斯利用率。
附图说明
图1为定向考察井在工作面的水平布置图;
图2为定向考察井在工作面的竖向截面图;
图中:1、采煤工作面,2、停采线,3、进风巷,4、地面,5、钻井,6、煤层,7、开切眼,8、定向考察井,9、回风巷。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式:
如图1所示,煤层在地面以下约400m处,首先在与采煤工作面停采线水平距离为80-100m和与进风巷水平距离为10-70m处的地面垂直向下施工钻井至其底部位于煤层上方100-150m。随后自钻井底部沿水平方向与回风巷的夹角为15-50°和竖直方向与煤层的夹角为10-45°的方向,向采煤工作面开切眼方向施工定向考察井至开切眼处,且与回风巷水平距离为20-30m。钻井施工完成后,在钻井井口安装抽采泵、瓦斯浓度和气体流量传感器。在工作面的推进过程中,实时监测并记录钻井抽采的瓦斯浓度和混合气体流量。在整个采煤工作面推进过程中,根据公式w=c×q,当w的值最大时,即为瓦斯抽采最佳的井位和层位。

Claims (1)

1.一种精准确定采空区瓦斯抽采最佳井位和层位的方法,其特征在于包括下述步骤:
a. 在与采煤工作面(1)停采线(2)水平距离为80-100m和与进风巷(3)水平距离为10-70m处的地面(4)垂直向下施工钻井(5)至钻井(5)底部位于煤层(6)上方100-150m处;
b. 自钻井(5)底部向采煤工作面(1)的开切眼(7)方向施工定向考察井(8)至开切眼(7)处,定向考察井(8)与回风巷(9)水平距离为20-30m;
c. 在采煤工作面(1)推进过程中,实时监测定向考察井(8)的瓦斯浓度c和混合气体流量q;根据公式w=c×q,当w的值最大时,即为瓦斯抽采最佳的井位和层位;w为瓦斯流量,单位是m3/s;所述定向考察井(8)在水平方向与进风巷(3)的夹角为15-50°,在竖直方向与煤层(6)的夹角为10-45°。
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