[發(fā)明專利]一種鉆孔有效抽采半徑的確定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010545813.4
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111648746B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永;韓柏青;薛生;劉紅星;周言安;常先隱;劉厚富;岳喜占;汪有清;楊洋;李堯斌;李虎;湯孟慶;王濤;童校長;鄭春山
• 申請（專利權(quán)）人: 平安煤礦瓦斯治理國家工程研究中心有限責(zé)任公司;中煤新集能源股份有限公司;平安煤炭開采工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司;安徽理工大學(xué)
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B43/30;E21B47/08
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 文小莉;劉芳

本發(fā)明提供一種鉆孔有效抽采半徑的確定方法，包括：在待測煤層區(qū)域上形成多組鉆孔，每組鉆孔包括流量觀測孔和多個(gè)輔助抽采孔，每組鉆孔中的流量觀測孔的中心與多個(gè)輔助抽采孔的中心等間距布置；將流量觀測孔和輔助抽采孔與瓦斯抽采裝置相連；根據(jù)瓦斯抽采裝置監(jiān)測到的流量觀測孔的參數(shù)確定每天的瓦斯抽采量；當(dāng)?shù)贜?1天累計(jì)的瓦斯抽采總量小于待測煤層區(qū)域內(nèi)需抽采的瓦斯總量，當(dāng)?shù)贜天累計(jì)的瓦斯抽采總量大于等于待測煤層區(qū)域內(nèi)需抽采的瓦斯總量時(shí)，停止瓦斯抽采，并確定出該組鉆孔在第N天對應(yīng)的有效抽采半徑為1/2d，本發(fā)明提供的鉆孔有效抽采半徑的確定方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在測定煤層瓦斯壓力時(shí)會導(dǎo)致測定周期長、失敗率高等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦瓦斯抽采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鉆孔有效抽采半徑的確定方法。

背景技術(shù)

煤礦瓦斯是影響礦井安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，長期以來嚴(yán)重威脅到礦工的生命安全，隨著各種瓦斯防治新理論的研究，煤礦瓦斯災(zāi)害事故也得到了明顯改善，然而近年來，隨著煤礦挖掘深度的不斷加大，開采規(guī)模的不斷擴(kuò)大，煤礦瓦斯防治的難度也越來越大，目前，從井下巷道空間向目標(biāo)煤層區(qū)域進(jìn)行施工后，再通過順層鉆孔或者穿層鉆孔的方式對目標(biāo)煤層區(qū)域進(jìn)行瓦斯抽采，是目前應(yīng)用最為普遍的瓦斯治理措施，其中，在對目標(biāo)煤層區(qū)域進(jìn)行鉆孔時(shí)，鉆孔有效抽采半徑作為鉆孔設(shè)計(jì)時(shí)的主要依據(jù)，決定了鉆孔時(shí)的布置密度和抽采達(dá)標(biāo)時(shí)所需要的時(shí)間。

目前，在對目標(biāo)煤層區(qū)域進(jìn)行鉆孔時(shí)，對鉆孔有效抽采半徑的確定方法為：首先在煤層區(qū)域施工一個(gè)瓦斯抽采孔，以及若干個(gè)距抽采孔不同距離的測壓孔(一般根據(jù)需要，間距可為1.0m、1.5m、2m、2.5m、3.0m等)，接著當(dāng)測壓孔瓦斯壓力穩(wěn)定后再對抽采孔進(jìn)行瓦斯抽取，最終通過觀測不同抽采時(shí)間內(nèi)各個(gè)測壓孔的瓦斯壓力下降情況來確定不同抽采時(shí)間所對應(yīng)的鉆孔有效抽采半徑。

然而，采用現(xiàn)有方法對目標(biāo)煤層區(qū)域進(jìn)行鉆孔時(shí)，主要存在兩個(gè)問題：一是測定時(shí)間較長，并且抽采孔在進(jìn)行瓦斯抽取前需要等待測壓孔的壓力穩(wěn)定，一般需要半個(gè)月以上，當(dāng)遇到煤層透氣性差、瓦斯?jié)B流緩慢的情況下則需要更長時(shí)間，容易導(dǎo)致抽采觀測時(shí)壓力下降緩慢，觀測周期長；二是準(zhǔn)確測定的難度大，主要是因?yàn)橥咚箟毫y定的成功率較低，其中，相關(guān)研究表明，穿層鉆孔的測壓成功率一般只有70％，遇到圍巖松軟、裂隙發(fā)育或進(jìn)行順層孔測壓時(shí)成功率更低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鉆孔有效抽采半徑的確定方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在測定煤層瓦斯壓力時(shí)會導(dǎo)致測定周期長、失敗率高等問題。

本發(fā)明提供一種鉆孔有效抽采半徑的確定方法，包括：

在待測煤層區(qū)域上形成多組鉆孔，每組所述鉆孔包括流量觀測孔和多個(gè)輔助抽采孔，每組所述鉆孔中的所述流量觀測孔的中心與多個(gè)所述輔助抽采孔的中心等間距布置；

將所述流量觀測孔和所述輔助抽采孔與瓦斯抽采裝置相連，所述瓦斯抽采裝置用于對所述待測煤層內(nèi)的瓦斯進(jìn)行抽采并對所述流量觀測孔的流量進(jìn)行監(jiān)測；

根據(jù)所述瓦斯抽采裝置監(jiān)測到的所述流量觀測孔的參數(shù)確定每天的瓦斯抽采量；

當(dāng)?shù)贜-1天累計(jì)的瓦斯抽采總量小于待測煤層區(qū)域內(nèi)需抽采的瓦斯總量，且當(dāng)?shù)贜天累計(jì)的瓦斯抽采總量大于等于待測煤層區(qū)域內(nèi)需抽采的瓦斯總量時(shí)，則停止瓦斯抽采，并確定出該組所述鉆孔在所述第N天對應(yīng)的有效抽采半徑為1/2d，d為每組所述鉆孔中所述流量觀測孔的中心與所述輔助抽采孔的中心之間的間距，N為大于1的正整數(shù)。

本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述當(dāng)?shù)贜天累計(jì)的瓦斯抽采總量大于等于所述待測煤層區(qū)域內(nèi)需抽采的瓦斯總量時(shí)，則確定出每組所述鉆孔在所述第N天對應(yīng)的有效抽采半徑為1/2d，包括：

判斷第N-1天累計(jì)的瓦斯抽采總量是否小于所述待測煤層區(qū)域內(nèi)需抽采的瓦斯總量；

若第N-1天累計(jì)的瓦斯抽采總量小于所述待測煤層區(qū)域內(nèi)需抽采的瓦斯總量，則繼續(xù)抽采，并判斷第N天累計(jì)的瓦斯抽采總量是否大于等于所述待測煤層區(qū)域內(nèi)需抽采的瓦斯總量；