小屯矿钻孔有效抽放半径考察方法.pdf

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1、48能源技术与管理2011年第1期doi：10．3969／j．issn．1672-9943．2011．01019小宅矿钻孔有效抽彼笨泾考察法张习文，金斯z，赵雪兵(1．冀中能源峰峰集团小屯矿，河北邯郸056200；2．煤科总院沈阳研究院，辽宁抚顺113122；3．贵州容光矿业有限公司，贵州桐梓563215)[摘要]瓦斯涌出初速度、瓦斯压力、钻孔瓦斯浓度等为考察指标来研究确定某一直径钻孔的有效瓦斯抽放半径。在现场测定考察研究的基础上，提出了瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的计算公式，为矿井的瓦斯抽放钻孔的合理布置提

2、供了可靠的依据。[关键词]抽放半径；衰减率；灰色关联度[中图分类号]TD712~．6[文献标识码]B[文章编号]1672．9943(2011)01-0048-031400q0n一0引言一煤矿瓦斯抽放是降低矿井瓦斯涌出量、防止式中9广钻孔累计抽放瓦斯量，m；瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出灾害的重要措施。衡量p广钻孔极限抽放瓦斯量，m。；瓦斯抽放工作优劣的两个主要指标是瓦斯抽放率q一初始钻孔抽放瓦斯量，m3／min；和瓦斯抽放量。提高抽放瓦斯效果的主要途径为：砰一极限抽放时间，d；在抽放矿井中，尽可能地设法多抽瓦斯，

3、不断扩大0c—钻孔瓦斯流量衰减系数，d一。抽放瓦斯的范围，同时在提高煤层透气性上加强取=95％，由(1)式得：(2)研究，不断改进和提高抽放工艺、系统和设备。钻在确定之后，需对测定数据进行分析，寻孔间距是影响瓦斯抽放效果好坏的重要因素，钻找抽放半径与各影响参数的数学关系，进而得出孔间距过大，在抽放范围内容易形成抽放盲区；钻计算公式。孔间距过小，容易造成人力和物力的浪费lJj。所以瓦斯抽放钻孔的布置应以钻孔的有效抽放半径为2抽放半径测定考察方法依据，而抽放半径的测定目前还没有统一的标准，2．1抽放半径测定钻

4、孔施工条件如何考察测定是需要解决的主要问题。本研究以钻孔瓦斯涌出初速度(g)、瓦斯压力(p)、为保证瓦斯抽放半径测定结果的科学性、可靠性，实验区域的选择必须满足以下条件：①必须钻孔瓦斯浓度('7)等为考察指标，在小屯矿进行选择未进行过瓦斯抽放的原始煤层；②最好选择试验研究，寻找简便易行且结果可靠的测定方法可以施工穿岩钻孔的区域，否则必须选择新暴露及计算公式。的煤巷掘进工作面；③必须保证各钻孔终孔位距1抽放半径考察原理离煤层暴露点最小距离不小于10m；④必须保证在整个测试过程中测试区域不受采动影响；⑤方经验

5、证明钻孔的有效抽放半径与煤层透气便接入抽放系统，可独立测定抽放参数眨]。性、瓦斯压力、抽放负压及抽放时间等因素有关。2．2测定钻孔布置钻孔抽放时间必须根据采、掘接替所允许的根据以上条件并结合试验地点的实际条件，抽放时间、要求的抽放率和煤层透气性等因素确在小屯矿选定新暴露的煤巷进行钻孔布置：①巷定，钻孔的有效抽放时间不应超过极限抽放时间道掘进过程中，顺煤层施工一斜向钻孔(1号)，孔，可按如下方法确定：深53．2In，孔径go75lnm，用水泥砂浆或聚氨脂封钻孔瓦斯抽放有效性系数K孔，每天测定钻孔瓦斯抽放参数

6、；②距离1号钻孔K=Qs／Q(1)一定距离施工数个观察钻孔，观察孔垂直1号钻：(1一)孔，垂距为2．06．0m；③施工完毕后，用4”铁管2011年第l期张习文，等小屯矿钻孔有效抽放半径考察方法49及水泥砂浆或聚氨脂封孔，前端接集气管，尾端用斯浓度、瓦斯涌出初速度随抽放时间绘制曲线，分孔塞封闭；④每天定时测定孔内瓦斯浓度、瓦斯涌析数据。钻孔布置参数如表1所示，布置平面图如出初速度变化；⑤根据各观察孔不同抽放时间瓦图1所示。0O00OOO0XK觚X州XM图1瓦斯抽放半径测定钻孔布置剖面图表1瓦斯抽放半径观察钻

7、孔参数2．3瓦斯抽放半径考察方法舡地点方位钻度为了评价该钻孔抽放瓦斯的效果，需要确定该区域的抽放瓦斯量，用式(3)估算煤层瓦斯量M：：(一m)(3)式中一试验区原煤瓦斯含量，malt；—试验区原煤体积，m3／t；p一试验区原煤的视密度，t／m；m—施工钻场、钻孔过程中煤炭的估计损失量。小屯矿以瓦斯涌出初速度为考察指标，图2、3为考察指标变化趋势。时间，d+3号钻孔4号钻孔+5号钻孔—一6-k~-钻孔+7号钻孔+8号钻孔一抽放率图2小屯矿钻孑L瓦斯涌出初速度变化曲线褥撼瑚i煺+3号钻孔4号钻孔+5号钻孔+6

8、号钻孔一I一7号钻孔+8号钻孔图3小屯矿钻孔瓦斯涌出初速度衰减率随时间的变化曲线50能源技术与管理2011年第1期同时考虑1号孔抽放率在30％以上时影响3抽放半径考察结果分析半径才可定为其有效抽放半径。由表2、图2可以钻孔瓦斯涌出初速度q是一种反映煤的物理看出，在第38d时抽放率达到30．06％，所以在力学性质、地应力和瓦斯压力的综合指标。它的大t=38d时确定抽放半径为：小取决于煤层瓦斯、应力状态、煤层透气性、煤的4．0m<