抽采半径测定实施方案设计.docx

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抽采半径测定实施方案设计

纳雍县恒旺煤矿

抽采半径测定实施方案

纳雍县恒旺煤矿

2016年5月8日

纳雍县恒旺煤矿抽采半径测定实施方案

1、抽采半径测定试验区基本情况

我矿28号煤层已经快要回采结束，现计划在13101运输巷对31号、13209运输巷对32号煤层抽采半径进行测定。

31号煤层厚度平均为0.8米，32号煤层厚度平均为1.5米，中间含有2层夹矸，最上面一层煤的厚度平均在0.9米左右。

选择在煤层赋存稳定，且未采取抽放等任何区域性措施的位置布置测点测定瓦斯预抽放半径。

具体由通风科安排人员在现场确定。

2、测定方法简介

目前应用于钻孔瓦斯抽采半径测试的方法主要有钻孔瓦斯参数测试法和计算机模拟法以及二者相结合的方法；在有效性指标的确定上，钻孔实测法的指标主要有以下三种：

压力、含量、相对压力。

计算机模拟法主要应用的指标有瓦斯含量指标和瓦斯压力指标。

以钻孔瓦斯压力实测法计算抽采半径的方法有如下三种：

（1）以压力作为指标

图1测试钻孔布置示意图

用压力指标来测定钻孔有效抽采半径的方法：

此种办法主要针对突出危险性指标施行。

首先在煤层施工一排测压孔，如上图所示，2、3、4……n均为测压孔，d2、d3……dn为相邻测压孔之间的距离；然后在测压孔安装入压力表，当压力稳定后在2号孔一侧（如图1）施工抽采钻孔，编为1号孔，并联网抽采。

当到达一定时间后观察压力孔的瓦斯压力，如果n号测压孔以及n号测压孔之前的测压孔压力均小于0.74MPa，而n号孔之后的测压孔的压力大于0.74MPa，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d（n-1）。

（2）以含量作为指标

用含量指标来测定钻孔的有效半径的方法：

钻孔施工及封孔测压与

（1）相同，所不同之处为钻孔施工过程中需取钻孔煤样，测得其吸附常数结合压力数据计算得到该测压孔一定压力下对应的瓦斯含量，X2、X3、X4……Xn。

如果n号孔以及它之前测压孔的瓦斯含量降幅均大于或等于30%，而n号孔之后的测压孔的瓦斯含量降幅均小于30%，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d（n-1）。

（3）以相对压力作为指标

《煤矿安全规程》明确规定：

预抽煤层瓦斯后，必须对预抽瓦斯防治突出效果进行检验，其检验的指标之一为“煤层瓦斯预抽率大于30%”，即经抽采后的煤层瓦斯含量较抽采前降幅达30%以上。

在工程误差允许范围内，瓦斯压力P和瓦斯含量X存在着抛物线关系，

我们首先提出用抛物线方程来近似取代煤层瓦斯含量曲线，即：

式中X――煤层瓦斯含量，m3/t；

――煤层瓦斯含量系数，m3/（m3·MPa0.5）；

――煤层瓦斯压力，MPa。

据此式推断，煤层瓦斯预抽率达到30%，计算所得残余瓦斯压力为原始瓦斯压力值的49%，瓦斯压力降幅需达到51%。

相对压力指标法的测定方法：

钻孔施工及封孔测压与

（1）相同，当抽采一定的时间后，观察每个测压孔的瓦斯压力，P2、P3、P4……Pn，如果n号孔以及它之前的每个测压孔的瓦斯压力下降量都大于或等于51%，而n号孔之后的测压孔都小于51%，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d（n-1）。

3、测定方案设计

（1）由于我矿不是突出矿井，煤层瓦斯压力较低，故本次抽采半径的测定采用相对压力测试法进行，即：

在13101运输巷及13209运输巷工作面运输顺槽上帮或者下帮煤层中部，垂直于巷道中线顺煤层倾斜方向施工7个直径为75mm，深度为25m（考虑窜孔不能打得太深）的钻孔，其钻孔布置平面如图2所示。

通过观测6个3组（抽放半径分别是1.5米、3.0米、4.0米）钻孔瓦斯压力随时间变化曲线来计算煤层抽采半径。

取压力均小于初始压力51%以上的两个相同的距离作为最终抽采半径。

（2）编号为“1”的钻孔埋管封孔后使用导流管和软胶管连接瓦斯抽放支管进行瓦斯抽放，然后采用负压表测定负压，负压抽取器抽取瓦斯后配合光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度（CJZ70型瓦斯综合参数测定仪读数不精确，不采用）.

（3）编号为2-7号钻孔施工完毕后埋管封孔，并分别在每个测压钻孔所埋钢管上连接压力表（正压表），且在每个测压钻孔压力表外部安装一个闸阀，如果煤层瓦斯没有压力或者压力过小，无法观察时，采用注入压缩空气的办法观察压力衰减情况。

注入压缩空气的压力调节在0.07-0.09MP之间，注入完毕后，把闸阀手柄拆下，避免被人为搬动闸阀造成读数不准确。

（4）待其2-7号钻孔压力表指针稳定5小时以上无变化后，将6个压力表指针所指读数作为初始读数，然后每天相同时间读一次数和检测一次抽放钻孔瓦斯参数，并将所有读数和检测参数填入附表中；抽放数天后，压力与上一天的相差小于0.005MP后，且有两个以上钻孔的压力下降量都大于或等于51%后，读取和检测最后一次数据，结束测定。

如果测量数天后，压力没有变化，可能是钻孔间距过大，就应该重新设计钻孔间距，另外布置钻孔进行测定，直到效果明显、真实、有效为准。

（5）通过相邻钻孔瓦斯压力考察法准确测定煤层抽采半径的前提是瓦斯压力考察钻孔的密封一致性要求较高，据此，本次试验封孔深度统一为8米，用玛丽散封孔，每个孔用5袋玛丽散均匀封孔。

（6）在抽放规定的时间内，能测出瓦斯压力降低到容许限值的那个测压钻孔距瓦斯抽放钻孔的最近垂直距离就是瓦斯抽放有效半径。

图2、测定钻孔布置局部放大图

4、测定步骤：

（1）根据测定方案设计，在13101运输巷10米处及13209运输巷500米处分别按照186度的方位角、13度左右的倾角（根据煤层实际倾角现场调整）施工7个钻孔，钻孔的长度均为25米，瓦斯压力考察孔间的距离分别距离中间的抽放孔1.5米、3.0米、4.0米（如图2所示）。

均在各钻孔深度为0m-8m的位置进行密封，位于中间的1号孔联网抽放，2-7号孔安装压力表便于观察压力是否衰减，确定抽采半径。

（2）数据考察周期暂定为5天，记录全部考察孔每天的瓦斯压力变化数据于附表1中,抽采钻孔参数记录于附表2中。

（3）钻孔方位必须按照设计放线，在巷道中顶板上画平行线，开孔点间距与终孔点间距一致，钻孔之间平行布置。

压力表测量范围为0-0.1Mpa，正压表。

（4）先施工抽放孔，后施工观测孔。

钻孔施工完成后立即封孔。

（5）必须待各观测孔压力稳定后方能进行抽放钻孔连管抽放。

抽放保持24小时不间断抽放。

并记录接抽之后抽放孔瓦斯抽采钻孔的负压、浓度等参数及观测孔压力情况。

抽放孔的负压调节在13-18Kpa之间。

附表1：

孔号

压力

记录人

时间

压力

记录人

时间

压力

记录人

时间

压力

记录人

时间

日时分

运输巷（号煤层抽采半径测定）2-7号钻孔瓦斯压力记录表（单位：

KPa）

2016年月

附表2：

运输巷（号煤层抽采半径测定）1号抽采钻孔参数记录表

2016年月

时间

负压（KPa）

浓度（%）

流量（m3/h）

记录人

备注

日时分

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