[發明專利]煤層透氣性系數原位徑向測試方法

在審

• 申請號: 202011303286.2
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112557275A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉東;辛新平;蔣恒;閆本正;張新過;李鋒;張洋;王峰;湯紅槍;白克新;楊正宇;邱家川;李海江;蔣志剛
• 申請（專利權）人: 河南能源化工集團研究總院有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 鄭州浩德知識產權代理事務所(普通合伙) 41130
• 代理人: 邊鵬

1.一種煤層透氣性系數原位徑向測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在巖石抽采巷中施工垂直于煤層的抽采鉆孔，抽采鉆孔的半徑為r，煤層的下部為底板，在抽采鉆孔內匹配設置一端穿過底板的抽采管，抽采管與底板之間密封連接，抽采管與井下抽采管路連接進行負壓抽采，抽采管路與綜合參數測量儀相連接實時在線監測抽采參數；

2)在與距抽采鉆孔中心距離R的圓周上施工n個直徑為94mm的恒壓供氣鉆孔，在恒壓供氣鉆孔內匹配設置耐壓管，耐壓管與底板之間密封連接；

3)將每根耐壓管連接至供氣管，并將供氣管接到多通的相應的多通接頭，通過減壓閥使多通與瓦斯氣源連接，多通連接有氣壓表；

4)打開減壓閥，通過減壓閥上的氣壓表讀取供氣壓力，調整減壓閥使供氣壓力達到預定壓力值p1，并保持恒定；

5)定期觀測記錄瓦斯流量變化，待瓦斯流量穩定不變3天以上后，記錄各參數，并測量煤層溫度T；

6)關閉減壓閥，將多通連接至井下抽采系統進行抽采；

7)將以上測得的各參數代入透氣性系數計算公式，得到煤層透氣性系數。

2.根據權利要求1所述的一種煤層透氣性系數原位徑向測試方法，其特征在于：所述步驟(1)中的抽采管及所述步驟(2)中耐壓管位于煤層段為四周帶孔的花管。

3.根據權利要求1所述的一種煤層透氣性系數原位徑向測試方法，其特征在于：所述步驟(2)中恒壓供氣鉆孔在所述圓周上均勻分布，所述距離R不超過5m，優選2-3m，相鄰兩個恒壓供氣鉆孔之間的間距不超過2m，恒壓供氣鉆數量n不少于πR，即若R為3m，則恒壓供氣鉆數量n不少于10。

4.根據權利要求1所述的一種煤層透氣性系數原位徑向測試方法，其特征在于：所述步驟(4)中所述供氣壓力p1大于煤層的原始瓦斯壓力，一般比原始壓力值高0.2MPa。

5.根據權利要求1所述的一種煤層透氣性系數原位徑向測試方法，其特征在于：所述步驟(7)中透氣性系數公式為：

式中，λ為煤層滲透性系數，單位為m²/(MPa²·d)；q₀為實測的瓦斯流量，單位為m³/s；μ為瓦斯氣體粘性系數，單位為Pa·s；T為煤層瓦斯氣體溫度，單位為K；T₀為管道內的氣體溫度，單位為K；R為瓦斯壓力固定邊界的半徑，單位為m；r₀為抽采鉆孔半徑，單位為m；π為圓周率，取值為3.14；h為煤層的厚度，單位為m；P₀為鉆孔壁的氣體壓力，也近似于井下管道測點處的氣壓值，Pa；P₁為給定壓力邊界的氣體壓力，單位為Pa。