煤层钻孔预抽影响半径测算模型及应用分析

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1、煤层钻孔预抽影响半径测算模型及应用分析吴教银，邹银辉,李秋林，马斌（煤炭科学研究总院重庆研究院•重庆400037）关键词测算模型;预抽影响半径;预抽期摘要首先建立钻孔周围瓦斯渗流单元体模型，并根据模型推导煤层瓦斯钻孔预抽半径公式;其次在已知安顺煤矿M9煤层原始瓦斯基本参数上，利用公式测算其预抽期与预抽影响半径的关系，最后根据安顺煤矿9100.91021作面实际预抽钻孔间距在实践中应用效果的对比，可知利用得岀的公式测算煤层预抽期与预抽影响半径关系的可行性。Keywordscomputationalmodel；theradiusofgasdrainagefromvirgincoalseam；th

2、etimeofgasdrainagefromvirgincoalseamTheanalysesandapplyofthecomputationalmodeloftheeffectadvancetakeoutradiusofthecoalseamJiaokunWu,YinhuiZou,QiulinLi,BinMa(ChongqingResearchInstitute,ChinaCoalResearchInstitute,Chongqing400037,China)AbstractFirstinthispaperacomputationalmodelofthegasseepagecellbod

3、yinthegasdrillsofaroundwerebased,andthemodeltheformulaofgasdrainagefromvirginradiuscoalwerededuced・NextbaseonthebasicparameterofthevirgingasoftheAn-ShuencoalmineM9seam,usetheformulathatdeducedcounttherelationwhichthetimeofgasdrainagefromvirgincoalseamandtheradiusofgasdrainagefromvirgincoalseam.Fin

4、allybaseonthecontrastthattheeffectinpracticewhichtheadvancetakeoutinspacebetweendrillsofthe9100and9102workingfaceoftheAn-ShuencoalmineM9seam,andknowtheformulawhichthetimeofgasdrainagefromvirgincoalseamandtheradiusofgasdrainagefromvirgincoalseamisfeasibilitythatwerededuced・预抽煤层瓦斯是防治矿井瓦斯超限和煤与瓦斯突岀的重要措

5、施，在一定程度上缓解了煤矿煤层开采的瓦斯问题,是矿井安全生产的重要保证，如果预抽钻孔参数布置不合理，预抽时间不足,将会影响煤层瓦斯预抽效果，从而影响瓦斯治理效果。因此，正确掌握煤层瓦斯合理的预抽参数,是煤矿瓦斯预抽的关键,瓦斯预抽参数主要是指煤层的预抽期与预抽影响半径的关系。目前考察煤层预抽期与预抽影响半径关系的手段主要是在同一煤层中施工预抽钻孔与多个不同间距的瓦斯压力钻孔，在不同的抽采时间内看各个瓦斯压力钻孔受影响情况，确定煤层合理的预抽影响半径⑴。由于存在现场施工瓦斯压力钻孔,因现场条件对瓦斯压力测定的影响，往往在测试过程中靠近预抽钻孔的瓦斯压力孔的瓦斯压力值变化小于远离预抽钻孔的瓦斯压

6、力孔,无法正确判断其影响半径。针对这一情况，本文主要从理论分析钻孔周围瓦斯渗流形式，得出测算预抽期与预抽彫响半径的关系公式。1煤层钻孔预抽影响半径模型煤层瓦斯在钻孔周围渗流形式可用图1表示，其基本假设钻孔周围初始瓦斯压力均匀分布;钻孔周围煤层渗透率各向同性；瓦斯解吸过程是等温过程；瓦斯渗流过程质量守恒，且符合达西定律(DarcyLaw)；忽略瓦斯沿钻孔轴向流动，将钻孔周围瓦斯流场视为轴对称径向流场⑺。图1中dr为一个薄壁环形单元体，沿轴向的宽度取单位宽度1。在/时刻,半径为r的圆壁上的质量速度为以…则半径为r+dr圆壁上的质量速度为⑶图1钻孔周围瓦斯渗流单元体模型Fig.1Thecomput

7、ationalmodelofthegasseepagecellbodyinthegasdrillsofaround叫+—dr式中，。为压力为P时的瓦斯气体密度；第为瓦斯径向流动的线速度；r,dr为单元体的半径及半径增量;在增量时间dt内流入单元体的瓦斯量为M2=2ir(r+dr)(pvr+—dtdr从瓦斯含量变化的角度看，出时间内单元体的瓦斯质量变化最为-Mi=2irrr(pvr)dr则在dt时间内，单元体内