理工论文煤矿瓦斯抽放钻孔曲线轨迹的测试分析

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2、关系拟化出钻孔最高点的位置，为瓦斯抽放工作提供了技术依据。　　关键词：钻孔曲线轨迹；瓦斯抽放；最高点　　　　随着煤矿开采深度的增加，瓦斯含量的增大，煤矿的瓦斯治理工作成为了煤矿安全工作的重点。鸡西矿业集团东海煤矿于2003年开始实施瓦斯抽放工程，建立通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位的煤矿瓦斯综合治理工作体系，并取得了良好的效果。笔者于2007年对采面瓦斯抽排仰角钻孔进行研究，在多方面的支持下使得东海煤矿瓦斯治理一直备受好评。本论文主要是针对东海煤矿三采区（23#煤层）仰角钻孔的一些探讨研究。　　　　1

3、地质概况　　　　1.1煤层赋存状况：　　本区23#层煤为城子河组煤，煤层厚度较稳定，灰分为22.72%，挥发分为33.31%，煤种为焦煤。厚度1.00米左右，煤层结构简单，厚度稳定，煤质较好。　　1.2工作面自然状况：　　本工作面是23#右四副巷/右五路回采工作面，上部为本层23#左三路至右四路采空区，下部为本层未开采区，本层上部为22#上层未开采区，层间距为48米，下为32#层采空区，层间距为84米工作面距地表垂深760米左右。　　1.3煤层顶、底板情况：　　本区内煤层顶板为粉细砂岩，厚度为4.30米左右

4、。伪顶为煤页岩，厚度为0.88米左右，直接顶为细砂岩，厚度为2.50米左右。　　1.4地质构造：　　本区地质构造简单，煤层为向南倾斜的单斜构造，工作面走向618米，倾向为128米，面积为平方米。钻场区内煤层稳定，没有褶皱，无断层等不良地质构造，围岩稳定。　　　　2钻孔概况　　　　根据瓦斯的密度性质，应使钻孔的位置在裂隙带中，并且尽量靠上接近弯曲下沉带。　　2.1钻孔初步设计　　本次共对3个钻孔进行了测量，其设计时基本数据见表2-1。其中2号、3号钻孔倾角是我们在施工中设计的最小与最大倾角。　　　　2.2钻孔

5、施工设备　　本设计所测钻孔均为同一钻场钻孔，并且施工设备相同，钻孔施工设备为煤炭研究总院西安分院研制的ZDY1900ST型钻机，其施工中的具体参数见表2-2。　　3钻杆的轨迹分析　　经过测量绘制出钻杆轨迹曲线（见图3-1）线形，利用数值分析方法，钻孔在竖直平面上的轨迹在平面上可以看作为函数f(x)=ax2+bx+c的曲线，并设初始孔为坐标原点（o），利用坐标关系求出轨迹方程分别为：　　1号孔：f(x)=-0.0005x2+0.115x-0.123　　（式3-1）　　2号孔：f(x)=-0.0005x2+0.

6、0916x-0.6198　　（式3-2）　　3号孔：f(x)=-0.0006x2+0.3921x-0.2888　　（式3-3）　　式中：x——钻孔最高点距初始口平距，m；　　f(x)--钻孔最高点距初始口垂高，m。　　　　在实际的生产应用中，我们仅需要预测钻孔的最高点，以保证钻孔的应用率。所以利用函数关系得出三个孔的最高点坐标：1号孔（107.88，6.078）；2号孔（100.24，3.89）；3号孔（326.7，67.36），在坐标轴上描绘前三点，可见它们近似在直线f(x)=0.

7、28x-24.12上。　　由以上数据可知：在同一岩层中，利用同样钻机设备施工，钻孔的最高点只于开口的倾角（20°以下）有关，并且成正比例关系。由以上关系经过数学处理我们可得出等式：　　　　式中：x——钻孔最高点距初始口垂高，m；　　α——设计初始口倾角，度。　　α=3.22～21°。　　　　（式3-6）　　式中：Hz——钻孔最高点距初始口垂高，m；　　Lz——钻孔最高点距初

8、始口平距，m；　　α——设计初始口倾角，度，α=3.22～21°。　　　　4该函数的数学意义及实践应用　　　　由于影响钻孔的因素不仅有初始口倾角，还有岩层性质、钻头、钻杆、推进压力、定中器的因素，所以式3-5、式3-6仅适用于东海煤矿三采区23#层。　　在设计初始倾角与最高点的函数式3-5、式3-6中，当初始倾角在3°～20°之间时，钻孔最高