鉆孔抽放半徑測定方案

鉆孔抽放半徑測定方案為合理選擇抽放鉆孔的間距，確定適宜的抽放時間，在-600東翼運輸大巷進行了瓦斯抽放半徑的實驗，特制定本方案。一、-600東翼運輸大巷的煤巖層賦存特征-600m水平延深東翼運輸大巷為穿層全巖巷道，該地層為一單斜構造，地層走向35。?61°，傾向北西，平均傾角8?10°，-600m水平東翼運輸大巷按5%。上坡掘進，巷道開門點七層煤位于巷道頂板以上1.5m處，巷道掘進1160m范圍內巷道將沿七層煤底板砂巖掘進，剩余740m為穿層掘進，將先后穿過粉砂巖、細粒砂巖、粉砂巖、八層煤、細粒砂巖、粉砂巖、二灰、九層煤。煤7:厚1.0米，黑色，條痕黑褐色，成分主要為亮煤,鏡煤和暗煤，玻璃光澤，階梯狀斷口，內生裂隙發(fā)育，屬半亮型煤，中間夾含黃鐵礦結核，容重1.53t/m3o粉砂巖：厚1.3m，深灰色,薄層狀，含植物根及莖部化石。硬度系數(shù)f=5。細粒砂巖，厚度約6.0米，淺灰?灰色，夾線理狀及薄層狀粉砂巖，斷面見葉片化石發(fā)育水平，緩波狀及波狀層理，成分以石英為主，長石次之，含植物化石，鈣質膠結，厚層狀，裂隙被方解石充填，較堅硬，硬度系數(shù)f=6?7。粉砂巖：厚度為5.5米，深灰色，含植物根化石，下部夾細砂巖薄層條帶，含少量植物碎片化石，硬度系數(shù)f=3.0。8煤：厚度0.3mo細粒砂巖：厚度約為7.0米，淺灰-灰色，致密、堅硬，成份以石英、長石為主，暗色礦物次之，具水平層理，含炭化植物碎片化石，f=5?6.0o粉砂巖：厚度約為7.6米，灰色，平坦，參差和貝殼狀斷口，有泥巖細砂巖夾層，有生物擾動構造，具水平紋理，含少量動植物碎屑化石。f=5?6.0o二灰：厚度2.0m，灰色，含海百合莖，珊瑚及腕足動物碎片化石,頂，底部不純,含泥質，裂隙較發(fā)育，被方解石充填。9煤：厚度0.3m。二、施工設計1、 施工器具：089mm沖擊鉆頭、ZQS-100B型潛孔鉆機。2、 施工鉆孔參數(shù)：在-600運輸大巷兩幫內底板以上1.2m處施工12個穿層鉆孔，每3個鉆孔為一組，以穿過煤層0.5m為止。每幫施工兩組6個鉆孔。左幫第一組鉆孔：間距分別為1m、0.5m，仰角6。。左幫第二組鉆孔分別為：1.5m、2.0m，仰角6。。兩組鉆孔間距10m。右?guī)偷谝唤M鉆孔：間距分別為1m、0.5m，仰角14。。左幫第二組鉆孔分別為：1.5m、

2.0m，仰角14°。兩組鉆孔間距10m。具體參數(shù)及示意圖如下：測壓孔參數(shù)表組號編號鉆孔仰角（°）鉆孔與巷道中心線的水平夾角（°）開空位置距離7煤層距離（m）煤層傾角（°）煤層厚度（m）巖石段長度（m）鉆孔施工長度（m）左幫一組18904.3m8115.920.528904.3m8115.920.538904.3m8115.920.5左幫二組48904.3m8115.920.558904.3m8115.920.568904.3m8115.920.5右?guī)鸵唤M726904.6m8115.520.3826904.6m8115.520.3926904.6m8115.520.3右?guī)投M1026904.6m8115.520.31126904.6m8115.520.31226904.6m8115.520.3左幫測壓鉆孔側視圖單位(m)右?guī)蜏y壓鉆孔側視圖

單位(m)3.1左幫測壓鉆孔開孔位置示意圖單位(m)OH」』OH」』-”二wP-■」7 7 7 .■■■ 7右?guī)蜏y壓鉆孔開孔位置示意圖右?guī)蜏y壓鉆孔開孔位置示意圖單位(m)匕八p匕八p-Jkpp-57 7 7 7測壓鉆孔平面示意圖組組-600東翼運輸大巷左二左鉆機位置°Y315-600變電所組右組二三、實驗1、實驗原理根據(jù)瓦斯壓力測定的方法來對鉆孔內進行封孔觀測，每組鉆孔中間的鉆孔實施抽放，通過觀測周圍鉆孔壓力的變化來判定，鉆孔抽放的影響范圍，進而確定鉆孔的抽放半徑。應用速凝膨脹水泥封孔測定煤層瓦斯壓力基本原理是：水泥漿直接封孔，通過水泥膨脹滲入鉆孔周邊裂隙，杜絕瓦斯泄漏，從而使測出的瓦斯壓力值等于真實的煤層瓦斯壓力。鉆孔施工：鉆孔的開孔位置按前期設計的鉆孔參數(shù)進行鉆孔施工。保證鉆孔平直、孔形完整，穿透被測煤層。在換鉆頭過程中，要求保持鉆孔的中心點一致，并保持一致的鉆孔傾角、方位角度。鉆孔打過煤層頂板約0.5m后停止打鉆。在鉆孔施工中，應準確記錄鉆孔參數(shù)、鉆孔見煤深度，煤層厚度，以及鉆孔開孔時間、見煤時間及結束時間。并按表2所示格式詳細記錄。表2測壓鉆孔施工參數(shù)記錄表鉆孔編號鉆孔參數(shù)巖孑L長度(m)煤孔長度(m)施工時間傾角(°)方位角(°)孔長(m)開孔見煤終孔

2）提高封孔質量是確保鉆孔準確測定煤層瓦斯參數(shù)的重要因素。為了提高封孔質量，可以采用機械注水泥砂漿封孔，同時增大封孔長度，以提高封孔的效果。為確保封孔質量，注漿長度應不小于15m，水泥沙漿可配制成能輸送的最大濃度。在鉆孔施工完成，將準備好的材料和設備輸送到鉆孔位置后就可以封孔，整個封孔過程需要3?5人協(xié)作完成，其中包括一名專業(yè)技術人員。鉆孔施工完成后立即封孔。封孔示意圖如圖1所示。圖1測壓封孔示意圖3）封孔前期準備封孔前應有電工到場以保證在封孔期間不斷電、掉電、電器設備完好及線路連接正常。調整封孔泵的位置，盡量水平放置，保證其穩(wěn)定性，放置在安全位置，不嚴重影響巷道行人。接引水路，正常供水。封孔材料準備完全。封孔前應制定相關安全技術措施。4）向鉆孔送環(huán)形測壓管環(huán)形管在最前端，并在外層用鐵絲扎緊包裹一層紗窗布，一定將測壓管立放排水管在下、氣管在上。依次連接測壓管，并用管鉗上緊，逐步送入鉆孔內。在連接測壓管過程中，管接頭處要纏生料帶以加強氣密性。在送入測壓管的過程中，既要保證管路連接正常，又要注意安全，防止測壓管沿鉆孔掉下傷人、損壞設備等。當全部管路送入鉆孔后，要用鉆桿或木條等支撐住孔口木塞，地面用木板墊實。一方面是保證管路穩(wěn)定，不下滑；另一方面是加強支護，保證注漿后的鉆孔及管路穩(wěn)定性。支撐鉆桿或木條要維持到水泥漿凝固后方可撤去，其間不要隨意移動?？梢杂镁郯敝婺救總€孔用6?8支。若同一地點有多個鉆孔需要封孔，可以先將所有鉆孔的測壓管輸送完畢后再注漿。5）注漿在攪拌桶中將足量水泥、“U”型膨脹劑、速凝劑與清水均勻混合，攪拌成糊狀，“U”型膨脹劑的用量為水泥的10%左右，速凝劑的用量為水泥量的2?4%左右。水泥、水膨脹劑、速凝劑的用量比值一般情況下為，水泥：水：膨脹劑二2:1:0.2。水泥漿的粘度根據(jù)鉆孔傾角、封孔長度、注漿泵類型及能力等具體情況和現(xiàn)場經(jīng)驗而定。水泥漿的注入量大概在50Kg/10m鉆孔左右。用泥漿泵一次連續(xù)將水泥漿注入鉆孔內。當估計到注入的水泥漿快達到篩孔管位置時，應由技術人員或資深熟練工人觀察測壓管口是否有清水回流現(xiàn)象，這個現(xiàn)象被稱為回漿或反漿。如果回漿成功則立即停止封孔泵的電源，本孔注漿完畢。完全關閉注漿管球閥，拆卸高壓注漿管。鉆孔封完后要及時清洗，防止水泥漿在泵及高壓輸漿管中凝固或沉淀。2、 全部施工完畢后，將2#、5#、8#、11#鉆孔連入抽放管路進行抽放。其中2#、5#抽采負壓通過調節(jié)控制閥門將負壓調節(jié)至15kpa；8#、11#鉆孔抽采負壓通過調節(jié)控制閥門將負壓調節(jié)至20kpa。并記錄抽放開始時間。3、 瓦斯壓力及瓦斯?jié)舛茸兓^測方法1）測壓管理必須設專人負責瓦斯壓力的測定工作。在瓦斯壓力測定過程中，應作好各種參數(shù)及施工情況的記錄。被動測壓法應每天觀測一次。在觀測中發(fā)現(xiàn)瓦斯壓力值變化較大，則應增加觀測次數(shù)。每天通過液位觀察管觀察放水器內的水量，保證水量不超過容器的1/4。2） 瓦斯壓力觀測時間觀測記錄時間為50天。3） 瓦斯壓力及瓦斯?jié)舛鹊拇_定將觀測結果繪制在以時間（d）為橫坐標，瓦斯壓力（MPa）為縱坐標的坐標圖上，當測壓時間達到50天時如壓力變化小于0.005MPa/d，瓦斯?jié)舛茸兓∮?%/d，測試工作即可結束；否則，應延長時間。表3 瓦斯壓力及抽采負壓變化記錄格式表礦井名稱趙官能源 煤層名稱 煤層厚度 時間表壓力（Mpa）抽采負壓（kpa）1#3#4#6#7#9#10#8#12#2#5#8#11#備P注表4 瓦斯?jié)舛茸兓涗浉袷奖淼V井名稱趙官能源 煤層名稱 煤層厚度 時瓦斯?jié)舛龋?）抽采瓦斯?jié)舛龋?）

間1#3#4#6#7#9#10#8#12#2#5#8#11#備P注4、抽放半徑的確定方法根據(jù)瓦斯壓力、鉆孔內瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r分別繪制每一個鉆孔的變化曲線。鉆孔壓力測定值成為0或者負壓狀態(tài)且鉆孔內瓦斯?jié)舛扰c相鄰鉆孔內抽放濃度相同的鉆孔，為抽采影響范圍內的鉆孔。受影響的鉆孔與抽放鉆孔的最大距離則為鉆孔的抽放半徑。5、瓦斯抽放時間的確定分析抽采