基于“一抽一测”压降法的钻孔有效抽采半径测定

发布时间：2020-02-04 20:22

【摘要】：为解决本煤层准确测定瓦斯抽采有效半径问题,对传统压降法钻孔布置方式进行了改进,提出了"一抽一测"的钻孔布置方法。在同一水平高度,分组布置间距不等的抽采孔与测压孔,通过观察测压孔压力变化情况,结合压降曲线确定瓦斯抽采有效半径。现场试验结果表明:随着抽采时间延长,钻孔瓦斯抽采有效半径逐渐增大,抽采12 d时有效半径为1.5 m,20 d时达到2 m,60 d时,有效半径可达3.5 m,抽采90 d时,接近4 m,此后抽采影响范围不再扩大。
【图文】：

髅嫠猓擅翰闫骄猥穸?16．6m，煤层倾角平均4°，工作面走向长度680m，倾斜长度100m。试验煤层瓦斯压力为0．4MPa，瓦斯含量6．0～8．7m3/t，钻孔瓦斯流量衰减系数为0．0178～0．0238d－1，煤层透气性系数为2．5935m2/(MPa2·d)，属于可以抽采煤层。2．2有效抽采半径测试钻孔设计与施工根据现场实际生产情况，测试地点选在201回风顺槽。设计施工20个(10组)钻孔，其中测压孔10个，抽采孔10个，设计每组测压孔与抽采孔间距分别为1．5、2、2．5、3、3．5、4、4．5、5、5．5、6m，各组间隔10m。钻孔布置如图1，钻孔设计参数见表1。图1钻孔布置示意图表1顺层钻孔有效抽采半径测定钻孔设计参数钻孔类型孔径/mm孔深/m钻孔方位钻孔倾角距底板高度/m封孔深度/m封孔材料测压孔7550垂直煤壁略大于2°1．220水泥砂浆抽采孔7560垂直煤壁略大于2°1．28聚氨酯施工步骤如下:1)首先施工每组中的测压孔，每施工1个立即采用水泥砂浆封孔法进行封孔，测压孔采用DN15mm镀锌管(长度25m)，每个孔封孔深度不少于20m，然后装上1．6MPa标准压力表，每天观测压力表读数并做好记录。2)待测压孔瓦斯压力值稳定后，再在各组测压孔一定距离施工抽采孔，抽采孔与测压孔的孔口及孔底间距必须保持平行。施工完成后，立即用聚氨酯进行封孔，抽采管采用鐖50mm的无缝钢管，每个钻孔封孔深度为8m，，封孔完成后即连入抽采系统。3)预抽开始后，继续观测测压孔的瓦斯压力，每天观测1次，连续观测90d，根据观测数据绘制各测试孔的瓦斯压力变化曲线。3测定结果分析在201工作面回风顺槽进行了顺层钻孔有效抽采半径的测定试验，经过3个多月的观测与记录，获取了大量的数据，其中抽测孔间距为3m的1组钻孔，?

图21．5～3．5m测压孔瓦斯压力变化曲线图34．0～5．5m测压孔瓦斯压力变化曲线斯压力下降趋势与1．5m的相似，开抽后20d瓦斯压力由0．42MPa降至0．18MPa，降低了57．14%，此后压力下降逐渐变缓，抽采至40d时瓦斯压力下降至0．16MPa，其后压力下降更加缓慢，至90d时瓦斯压力仅降低了0．05MPa。2．5m测压孔瓦斯压力变化波动较大，抽采初瓦斯压力陡降至0．32MPa，其后10d内又迅速回升至0．48MPa，此后瓦斯压力开始缓慢下降，至79d降至0．36MPa，此后不再发生变化;这可能是因为该测压孔有水，水压的影响导致钻孔所测压力大于其他测压孔，同时抽采软管可能有破损而漏气，导致抽采负压减小，瓦斯重新积聚，积聚的瓦斯高于抽出的导致压力回升，因此才会出现钻孔瓦斯压力先下降后上升的情况。3．5m测压孔瓦斯压力变化情况与1．5m和2．0m测压孔情况相近，抽采至60d时，瓦斯压力由0．42MPa下降至0．2MPa，压力降低了52．38%，至71d时压力下降到0．18MPa，此后保持稳定。由图3可知:4．0m测压孔较前几个测压孔压力下降明显变缓，抽采60d瓦斯压力由0．45MPa降至0．27MPa，瓦斯压力仅降低了40%，此后22d瓦斯压力仅降低了0．04MPa，至第75d时压力下降到0．25MPa，瓦斯压力下降了44．44%，随后保持稳定。4．5m测压孔较其他几个测压孔，所测压力明显偏低，至30d时瓦斯压力由0．24MPa降至0．1MPa，此后压力下降速度变缓，至90d时降至0．05MPa;这有可能是钻孔封孔不良，出现了漏气，导致所测压力值偏低。5m测压孔压力下降趋势更为平缓，抽采72d瓦斯压力由0．45MPa降至0．39MPa，此后不再变化。5．5m测压孔与5m测压孔变化情况相似，抽采90d瓦斯压力仅下降了0．06MPa。因此，据以上结果分析可知:在抽采孔孔径为75mm、抽采负压为13kPa时，瓦斯钻孔

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