[發(fā)明專利]基于殘余瓦斯含量的鉆孔抽采瓦斯有效半徑測定法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510049655.2 | 申請日： | 2015-01-30 |
| 公開（公告）號： | CN104696004B | 公開（公告）日： | 2017-05-24 |
| 發(fā)明（設計）人： | 韓穎;張飛燕;程虹銘;曹文濤;周玉軍;朱林劍;王博;余偉凡;宋德尚 | 申請（專利權(quán)）人： | 河南理工大學 |
| 主分類號： | E21F7/00 | 分類號： | E21F7/00;E21B47/10 |
| 代理公司： | 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙)41122 | 代理人： | 馬鵬鷂 |
| 地址： | 454000 河南*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 殘余 瓦斯 含量 鉆孔 有效 半徑 測定法 | ||
1.一種基于殘余瓦斯含量的順層鉆孔有效抽采半徑測定法，其特征在于：包括階梯式殘余瓦斯含量測定法和分組殘余瓦斯含量測定法，其中階梯式殘余瓦斯含量測定法包括如下步驟：
(1)在預抽區(qū)域，選取構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定區(qū)域按《煤層瓦斯含量井下直接測定方法》施工鉆孔A，垂直煤壁施工，直徑42mm；在鉆進15m后每隔2～3m取樣測定煤層瓦斯含量，至少測定3組數(shù)據(jù)(Q1、Q2、Q3……)，取其平均值作為預抽前平均瓦斯含量Q均；
(2)對取樣后的鉆孔擴孔、鉆進，以達到常規(guī)順層預抽鉆孔規(guī)格；
(3)對預抽鉆孔A進行封孔、聯(lián)管抽采，并連續(xù)測定抽采濃度和抽采流量，計算單孔瓦斯抽采純量＝抽采流量×抽采濃度，作為考察“同一抽采時間殘余瓦斯含量隨鉆孔間距的變化曲線”擬合準確性的參考；待穩(wěn)定抽采30天后，在同一平面上，距鉆孔A5m處，按《煤層瓦斯含量井下直接測定方法》施工考察鉆孔A’，考察鉆孔A’與預抽鉆孔A夾角10°，當鉆進深度超過16m后開始測定考察鉆孔A’的殘余瓦斯含量，每隔2～3m取樣測定預抽后殘余瓦斯含量，至少測定3組數(shù)據(jù)(Qc1、Qc2、Qc3……)；
(4)重復步驟(1)、(2)、(3)，施工抽采鉆孔B、C……，和考察鉆孔B’、C’……，考察預抽60天、90天……抽采效果；
(5)將測定的結(jié)果按下表統(tǒng)計鉆孔間距
以殘余瓦斯含量8m3/t作為評判指標，QcL1＝8m3/t；
以預抽率大于30％作為評判指標，Q cL2＝Q×(1-η)＝0.7Q均；
瓦斯涌出量主要來自于開采層的采煤工作面，以殘余可解吸瓦斯量Q ckj作為評判指標，Q cL3＝Q ckj+Q bj，其中Q bj為常溫不可解吸瓦斯含量，采用朗繆爾公式計算；
對瓦斯涌出量主要來自于鄰近層或圍巖的采煤工作面，以瓦斯抽采率η作為評判指標，QcL4＝Q×(1-η)＝Q均×(1-η)；
鉆孔抽采瓦斯有效半徑根據(jù)抽采達到的目的，選取以上四種情況最低的殘余瓦斯含量指標，即Q cL＝min(Q cL1，QcL2，QcL3，Q cL4)；確定指標QcL，繪制同一抽采時間殘余瓦斯含量隨鉆孔間距的變化曲線和有效抽采半徑隨抽采時間的變化曲線，根據(jù)礦井的采掘接替計劃，確定有效預抽期T，進而確定相應的有效抽采半徑d；
當在較軟煤層中測定鉆孔抽采瓦斯有效半徑時，施工斜向考察鉆孔難度大，取煤樣難度大，采用分組殘余瓦斯含量測定法，分組殘余瓦斯含量測定法包括如下步驟：
(1)在預抽區(qū)域，選取構(gòu)造簡單、煤層賦存穩(wěn)定區(qū)域，在同一水平高度垂直煤壁依次間隔不同距離，根據(jù)瓦斯賦存情況可按2m、3m、4m、5m……布置一組常規(guī)抽采鉆孔；
(2)對這組抽采鉆孔進行封孔、聯(lián)管抽采，并連續(xù)測定抽采濃度和抽采流量；抽采30天、60天、90天……，按《煤層瓦斯含量井下直接測定方法》，依次在這組抽采鉆孔中間施工考察鉆孔1’、2’、3’、4’，測定預抽后殘余瓦斯含量(Q c1、Q c2、Q c3、Q c4)；
(3)為考察抽采隨時間的變化，重復步驟1、2布置n組測定不同抽采時間后殘余的瓦斯含量；
(4)將測定的結(jié)果按下表統(tǒng)計：
以殘余瓦斯含量8m 3/t作為評判指標，Q cL1＝8m 3/t；
以預抽率大于30％作為評判指標，Q cL2＝Q×(1-η)＝0.7Q均；
在瓦斯涌出量主要來自于開采層的采煤工作面，以殘余可解吸瓦斯量Q ckj作為評判指標，Q cL3＝Q ckj+Q bj，其中Q bj為常溫不可解吸瓦斯含量，采用朗繆爾公式計算；對瓦斯涌出量主要來自于鄰近層或圍巖的采煤工作面，以瓦斯抽采率η作為評判指標，Q cL4＝Q×(1-η)＝Q均×(1-η)；鉆孔抽采瓦斯有效半徑根據(jù)抽采達到的目的，選取以上四種情況最低的殘余瓦斯含量指標，即Q cL＝min(Q cL1，Q cL2，Q cL3，Q cL4)；
確定指標Q cL，繪制同一抽采時間殘余瓦斯含量隨鉆孔間距的變化曲線和有效抽采半徑隨抽采時間的變化曲線，根據(jù)礦井的采掘接替計劃，確定有效預抽期T，進而確定相應的有效抽采半徑d。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于殘余瓦斯含量的順層鉆孔有效抽采半徑測定法，其特征在于：在階梯式殘余瓦斯含量測定法的步驟(3)中，測點的選取位置應根據(jù)在施工鉆孔A時測定煤層瓦斯含量的位置來確定，盡量保持在同一平面。
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