钻孔参数计算.docx

钻孔参数计算.docx

《钻孔参数计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钻孔参数计算.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

钻孔参数计算

钻孔参数计算

某矿为煤与瓦斯突出矿井，可采煤层为M3、M4两层煤，煤层走向方位为15°，倾向方位为285°，煤层特征见表1。

目前矿井M3煤层基本回采完，正在布置M4煤层的开拓巷道，在M4煤层采掘前须进行区域突出危险性预测。

表1某矿M3、M4煤层特征表

矿井对M4煤层进行区域突出危险性预测，采用测煤层瓦斯压力的方法。

测压方案：

根据钻孔施工地点的位置，分为煤巷穿层钻孔和石门穿层钻孔。

在M3煤层巷道的巷道内布置4个穿层钻孔，施工至M4煤层。

在石门布置1个穿层钻孔，施工至M4煤层。

测压要求：

（1）测压钻孔施工时，尽量选择围岩完整的地点，穿过煤层底板0.5m，为了利用封孔，钻孔长度不小于20m，倾角一般大于20°。

（2）钻孔参数计算一般包含钻孔长度L（m）、见煤长度l（m）、方位角α（°）和倾角β（°）等。

（1）2#钻孔沿煤层反倾向施工，以A点为开孔点，长度20m作AD与M4煤层相交，延长AD到B点，B点与M4煤层的垂距为0.5m。

标注出AB与水平线的夹角即为2#钻孔的施工倾角β=24°，钻孔长度为L=22.7m，见煤长度l=2m。

CAD制图计算2#钻孔参数见图2，计算结果见表2。

图2CAD作图计算沿反倾向施工钻孔参数图

（2）3#钻孔沿煤层正倾向旋工，以A点为开孔点，按倾角β=45°作AD与M4煤层相交，（当钻孔沿正倾向施工时，钻孔长度比沿反倾向长，所以先确定钻孔的倾角，钻孔倾角的确定根据钻机的性能，结合现场的施工条件和能施工的角度大小取值），延长AD到B点，B点与M4煤层的垂距为0.5m。

标注出AB与水平线的夹角就可确定3#钻孔的长度L=37.9m，见煤长度l=3.4m。

CAD制图计算3。

钻孔参数见图3，计算结果见表2。

图3CAD作图计算沿正倾向施工钻孔参数图

1.3钻孔沿伪倾向施工参数计算

当以煤层伪倾向作剖面时，在剖面上煤层的倾角小于真倾角。

4#钻孔沿伪倾向施工，开孔地点为M3煤层巷道底板。

在CAD中，按煤层的倾角20°、煤层间距14m作出M3、M4煤层，作BO＇基准线垂直于M3、M4煤层，通过B点作一条水平线。

设钻孔施工方位α=145°，即与煤层倾向方位的夹角α＇=4000钻孔的计算分为二步进行，第1步为计算出钻孔沿煤层倾向方位施工的钻孔参数，第2步为根据沿煤层倾向计算出的钻孔参数，来计算沿煤层伪倾向方位的施工钻孔参数。

具体CAD制图计算过程如下：

第1步，根据钻孔已知参数及施工限定条件，在CAD中作图4中的T1图（先确定钻孔的岩孔长度不小于20m为已知条件），标注出沿倾向方位钻孔的长度AB=22.7m和钻孔的倾角∠OBA=64°。

第2步，根据煤层倾向方位的钻孔长度及倾角作出三角形△AOB，在T2图中，作OC=OB，通过点C，以与CO夹角40°作CD与水平的线相交；作OE=CD，然后连接AE，标注出AE的尺寸即为钻孔的长度L=24.2m，标注∠OEA的角度为钻孔的施工倾角β=58°，计算结果见表2。

图4CAD作图计算沿伪倾向施工钻孔参数图

2石门穿层钻孔参数计算

石门穿层钻孔为布置在石门的5#钻孔。

石门距离M4煤层的法线距离为10m。

在CAD中，按煤层的倾角20°，作出M4煤层，作B0＇基准线垂直于M4煤层，通过B点作一条水平线。

石门穿层钻孔参数的CAD制图计算也分二步，计算过程与煤巷穿层钻孔相同。

第1步，在CAD中作出沿煤层法线方位施工的钻孔参数，即图5中的T3图，标注出沿M4煤层法线方位钻孔的长度AB=14m和钻孔的倾角∠OBA=35°。

第2步，根据煤层法线方位的钻孔长度及倾角作出三角形△AOB，由于钻孔封孔长度一般不小于20m，因此，在T4图中以A点为通过点，按钻孔长度大于20m（考虑煤层厚度及钻孔穿过（底）板情况）作AE=23m与水平线交于E点，标注∠OEA的角度为钻孔的倾角β=20°；作OC=OB，以C点为通过点，作CD=OE，标注出∠OCD的角度为5#钻孔方位与煤层法线的夹角，即钻孔施工方位为α=105°+α＇=163°，计算结果见表2。

图5CAD作图计算石门施工钻孔参数图

CAD制图计算过程中，钻孔的倾角与长度相互影响。

可以先确定钻孔长度为已知条件作图，来计算钻孔施工倾角，也可以先确定钻孔倾角为已知条件作图，来计算施工长度。

一般当煤层间距较近，沿反倾向施工时，先确定钻孔长度，然后作图计算钻孔其它参数。

而当煤层间距较远，沿正倾向施工时，先确定钻孔倾角，再作图计算钻孔其它参数。

实际施工过程中，还得综合考虑钻机的性能、施工钻孔地点的条件，计算出具有可操作性的钻孔参数。

3结论

在煤矿井下，煤巷和石门穿层测压钻孔的参数计算最为复杂。

采用在CAD中制图计算，能直观地反应钻孔与煤（岩）层的空间关系，易于调整钻孔的参数，并能在已知条件不明确时分析钻孔参数值的范围，计算过程简单且不容易出错。

其它类型的钻孔、如超前地质钻孔、煤层瓦斯含量钻孔和抽采钻孔参数的计算也可以采用这种方法。

因此，采用CAD制图计算钻孔参数，势必大大减少计算人员的工程量，带来便捷。