抽采半徑測定實(shí)施方案重點(diǎn)講義

1、納雍縣恒旺煤礦抽采半徑測定實(shí)施方案納雍縣恒旺煤礦2016年5月8日納雍縣恒旺煤礦抽采半徑測定實(shí)施方案1、抽采半徑測定試驗(yàn)區(qū)基本情況我礦28號(hào)煤層已經(jīng)快要回采結(jié)束，現(xiàn)計(jì)劃在13101運(yùn)輸巷對31號(hào)、13209運(yùn)輸巷對32號(hào)煤層抽采半徑進(jìn)行測定。31號(hào)煤層厚度平均為0.8米，32號(hào)煤層厚度平均為1.5米，中間含有2層夾矸，最上面一層煤的厚度平均在0.9米左右。選擇在煤層賦存穩(wěn)定，且未采取抽放等任何區(qū)域性措施的位置布置測點(diǎn)測定瓦斯預(yù)抽放半徑。具體由通風(fēng)科安排人員在現(xiàn)場確定。2、測定方法簡介目前應(yīng)用于鉆孔瓦斯抽采半徑測試的方法主要有鉆孔瓦斯參數(shù)測試法和計(jì)算機(jī)模擬法以及二者相結(jié)合的方法；在有效性指標(biāo)的確

2、定上，鉆孔實(shí)測法的指標(biāo)主要有以下三種：壓力、含量、相對壓力。計(jì)算機(jī)模擬法主要應(yīng)用的指標(biāo)有瓦斯含量指標(biāo)和瓦斯壓力指標(biāo)。以鉆孔瓦斯壓力實(shí)測法計(jì)算抽采半徑的方法有如下三種：（1）以壓力作為指標(biāo)圖1 測試鉆孔布置示意圖用壓力指標(biāo)來測定鉆孔有效抽采半徑的方法：此種辦法主要針對突出危險(xiǎn)性指標(biāo)施行。首先在煤層施工一排測壓孔，如上圖所示，2、3、4n均為測壓孔，d2、d3dn為相鄰測壓孔之間的距離；然后在測壓孔安裝入壓力表，當(dāng)壓力穩(wěn)定后在2號(hào)孔一側(cè)（如圖1）施工抽采鉆孔，編為1號(hào)孔，并聯(lián)網(wǎng)抽采。當(dāng)?shù)竭_(dá)一定時(shí)間后觀察壓力孔的瓦斯壓力，如果n號(hào)測壓孔以及n號(hào)測壓孔之前的測壓孔壓力均小于0.74MPa，而n號(hào)孔之后

3、的測壓孔的壓力大于0.74MPa，則鉆孔的有效抽采半徑d=d1+d2+d3+d(n-1)。（2）以含量作為指標(biāo)用含量指標(biāo)來測定鉆孔的有效半徑的方法：鉆孔施工及封孔測壓與（1）相同，所不同之處為鉆孔施工過程中需取鉆孔煤樣，測得其吸附常數(shù)結(jié)合壓力數(shù)據(jù)計(jì)算得到該測壓孔一定壓力下對應(yīng)的瓦斯含量，X2、X3、X4Xn。如果n號(hào)孔以及它之前測壓孔的瓦斯含量降幅均大于或等于30%，而n號(hào)孔之后的測壓孔的瓦斯含量降幅均小于30%，則鉆孔的有效抽采半徑d=d1+d2+d3+d(n-1)。（3）以相對壓力作為指標(biāo)煤礦安全規(guī)程明確規(guī)定：預(yù)抽煤層瓦斯后，必須對預(yù)抽瓦斯防治突出效果進(jìn)行檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)的指標(biāo)之一為“煤層瓦斯

4、預(yù)抽率大于30%”，即經(jīng)抽采后的煤層瓦斯含量較抽采前降幅達(dá)30%以上。在工程誤差允許范圍內(nèi)，瓦斯壓力P和瓦斯含量X存在著拋物線關(guān)系，我們首先提出用拋物線方程來近似取代煤層瓦斯含量曲線，即： 式中 X煤層瓦斯含量，m3/t； 煤層瓦斯含量系數(shù)，m3/（m3·MPa0.5）； 煤層瓦斯壓力，MPa。據(jù)此式推斷，煤層瓦斯預(yù)抽率達(dá)到30%，計(jì)算所得殘余瓦斯壓力為原始瓦斯壓力值的49%，瓦斯壓力降幅需達(dá)到51%。相對壓力指標(biāo)法的測定方法：鉆孔施工及封孔測壓與（1）相同，當(dāng)抽采一定的時(shí)間后，觀察每個(gè)測壓孔的瓦斯壓力，P2、P3、P4Pn，如果n號(hào)孔以及它之前的每個(gè)測壓孔的瓦斯壓力下降量都大于或等

5、于51%，而n號(hào)孔之后的測壓孔都小于51%，則鉆孔的有效抽采半徑d=d1+d2+d3+d(n-1)。3、測定方案設(shè)計(jì)（1）由于我礦不是突出礦井，煤層瓦斯壓力較低，故本次抽采半徑的測定采用相對壓力測試法進(jìn)行，即：在13101運(yùn)輸巷及13209運(yùn)輸巷工作面運(yùn)輸順槽上幫或者下幫煤層中部，垂直于巷道中線順煤層傾斜方向施工7個(gè)直徑為75mm，深度為25m（考慮竄孔不能打得太深）的鉆孔，其鉆孔布置平面如圖2所示。通過觀測6個(gè)3組（抽放半徑分別是1.5米、3.0米、4.0米）鉆孔瓦斯壓力隨時(shí)間變化曲線來計(jì)算煤層抽采半徑。取壓力均小于初始壓力51%以上的兩個(gè)相同的距離作為最終抽采半徑。（2）編號(hào)為“1”的鉆孔

6、埋管封孔后使用導(dǎo)流管和軟膠管連接瓦斯抽放支管進(jìn)行瓦斯抽放，然后采用負(fù)壓表測定負(fù)壓，負(fù)壓抽取器抽取瓦斯后配合光學(xué)瓦斯檢定器測定瓦斯?jié)舛龋–JZ70型瓦斯綜合參數(shù)測定儀讀數(shù)不精確，不采用）.（3）編號(hào)為2-7號(hào)鉆孔施工完畢后埋管封孔，并分別在每個(gè)測壓鉆孔所埋鋼管上連接壓力表（正壓表），且在每個(gè)測壓鉆孔壓力表外部安裝一個(gè)閘閥，如果煤層瓦斯沒有壓力或者壓力過小，無法觀察時(shí)，采用注入壓縮空氣的辦法觀察壓力衰減情況。注入壓縮空氣的壓力調(diào)節(jié)在0.07-0.09MP之間，注入完畢后，把閘閥手柄拆下，避免被人為搬動(dòng)閘閥造成讀數(shù)不準(zhǔn)確。（4）待其2-7號(hào)鉆孔壓力表指針穩(wěn)定5小時(shí)以上無變化后，將6個(gè)壓力表指針?biāo)缸x

7、數(shù)作為初始讀數(shù)，然后每天相同時(shí)間讀一次數(shù)和檢測一次抽放鉆孔瓦斯參數(shù)，并將所有讀數(shù)和檢測參數(shù)填入附表中；抽放數(shù)天后，壓力與上一天的相差小于0.005MP后，且有兩個(gè)以上鉆孔的壓力下降量都大于或等于51%后，讀取和檢測最后一次數(shù)據(jù)，結(jié)束測定。如果測量數(shù)天后，壓力沒有變化，可能是鉆孔間距過大，就應(yīng)該重新設(shè)計(jì)鉆孔間距，另外布置鉆孔進(jìn)行測定，直到效果明顯、真實(shí)、有效為準(zhǔn)。（5）通過相鄰鉆孔瓦斯壓力考察法準(zhǔn)確測定煤層抽采半徑的前提是瓦斯壓力考察鉆孔的密封一致性要求較高，據(jù)此，本次試驗(yàn)封孔深度統(tǒng)一為8米，用瑪麗散封孔，每個(gè)孔用5袋瑪麗散均勻封孔。（6）在抽放規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，能測出瓦斯壓力降低到容許限值的那個(gè)測

8、壓鉆孔距瓦斯抽放鉆孔的最近垂直距離就是瓦斯抽放有效半徑。圖2、測定鉆孔布置局部放大圖4、測定步驟：（1）根據(jù)測定方案設(shè)計(jì)，在13101運(yùn)輸巷10米處及13209運(yùn)輸巷500米處分別按照186度的方位角、13度左右的傾角(根據(jù)煤層實(shí)際傾角現(xiàn)場調(diào)整)施工7個(gè)鉆孔，鉆孔的長度均為25米，瓦斯壓力考察孔間的距離分別距離中間的抽放孔1.5米、3.0米、4.0米（如圖2所示）。均在各鉆孔深度為0m-8m的位置進(jìn)行密封，位于中間的1號(hào)孔聯(lián)網(wǎng)抽放，2-7號(hào)孔安裝壓力表便于觀察壓力是否衰減，確定抽采半徑。（2）數(shù)據(jù)考察周期暫定為5天，記錄全部考察孔每天的瓦斯壓力變化數(shù)據(jù)于附表1中,抽采鉆孔參數(shù)記錄于附表2中。（

9、3）鉆孔方位必須按照設(shè)計(jì)放線，在巷道中頂板上畫平行線，開孔點(diǎn)間距與終孔點(diǎn)間距一致，鉆孔之間平行布置。壓力表測量范圍為0-0.1Mpa，正壓表。（4）先施工抽放孔，后施工觀測孔。鉆孔施工完成后立即封孔。（5）必須待各觀測孔壓力穩(wěn)定后方能進(jìn)行抽放鉆孔連管抽放。抽放保持24小時(shí)不間斷抽放。并記錄接抽之后抽放孔瓦斯抽采鉆孔的負(fù)壓、濃度等參數(shù)及觀測孔壓力情況。抽放孔的負(fù)壓調(diào)節(jié)在13-18Kpa之間。附表1：孔號(hào)壓 力記錄人 時(shí) 間壓 力記錄人時(shí) 間壓 力記錄人時(shí) 間壓 力記錄人時(shí) 間 2 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 3 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 4 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 5 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 6 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 7 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 8 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 9 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 日 時(shí) 分 運(yùn)輸巷（ 號(hào)煤層抽采半徑測定）2-7號(hào)鉆孔瓦斯壓力記錄表（單位：KPa） 2016年 月 附表2： 運(yùn)輸巷（ 號(hào)煤層抽