抽采半径测定计划实施组织
“一通三防”重点管控规定
附件1:“一通三防”重点管控规定一、防突第一条新水平、新采区设计前必须进行突出危险性评估（开拓前预测），用于指导水平、采区设计及石门揭煤工作；突出煤层新水平、新采区首采面回采巷道作业前必须完成开拓后预测。
第二条瓦斯参数测定。
瓦斯参数测定是瓦斯治理的基础和难点，必须做到“前瞻、规范、准确、够用”。
（一）前瞻。
垂深每增加50m、走向300m至少测定一组煤层瓦斯压力、瓦斯含量等突出参数；按要求测定煤层透气性系数和钻孔抽采（卸压）半径抽采参数及煤的工业分析指标。
开拓工程具备条件，必须及时测定参数。
（二）规范。
严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》、《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》两个标准。
同一地点必须直接测定瓦斯压力、瓦斯含量，并间接计算煤层瓦斯含量，两种指标相互验证。
同一测点必须布置两个测压钻孔，瓦斯压力取最大值为测定结果。
（三）准确。
直接测定煤层瓦斯压力，钻孔要避开断层、地勘等钻孔见煤点等。
测压钻孔必须采用高压注浆措施，消除渗漏影响；建立瓦斯压力测定、观测台账，装表测压初期每天至少观测3次；绘制压力曲线，压力稳定后现场拆表确认，矿总工程师对测压资料审核。
直接测定煤层瓦斯含量，软煤优先采用孔口接渣，井下取样时间原则上不超过5分钟；从井下取样开始至地面破碎解吸结束，时间不得超过12小时。
（四）够用。
开采煤层每一地质单元内，沿走向布置测试点不少于2个，沿倾向不少于3个，并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。
要及时分析、利用瓦斯参数，为科学、合理瓦斯治理设计提供依据。
第三条坚持“全资源、大联合、盯重点、利治灾”设计原则。
（一）突出矿井必须优先开采保护层。
（二）矿井运输、轨道、回风大巷及采区上山等主要巷道必须布置在岩层或非突出煤层中。
底（顶）板瓦斯抽采巷等岩石巷道距离突出煤层的最小法向距离不得小于20m。
（三）避免应力集中区，突出煤层的巷道优先布置在被保护区域或其他卸压区域。
突出煤层沿空掘进净煤柱留设不得大于3m（受巨厚火成岩影响的沿空掘进不得大于5m）。
抽采半径测定实施方案
共享知识分享快乐纳雍县恒旺煤矿抽采半径测定实施方案纳雍县恒旺煤矿2016年5月8日纳雍县恒旺煤矿抽采半径测定实施方案1、抽采半径测定试验区基本情况我矿28号煤层已经快要回采结束，现计划在13101运输巷对31号、13209运输巷对32号煤层抽采半径进行测定。
31号煤层厚度平均为0.8 米，32号煤层厚度平均为1.5米，中间含有2层夹矸，最上面一层煤的厚度平均在0.9米左右。
选择在煤层赋存稳定，且未采取抽放等任何区域性措施的位置布置测点测定瓦斯预抽放半径。
具体由通风科安排人员在现场确定。
2、测定方法简介目前应用于钻孔瓦斯抽采半径测试的方法主要有钻孔瓦斯参数测试法和计算机模拟法以及二者相结合的方法；在有效性指标的确定上，钻孔实测法的指标主要有以下三种：压力、含量、相对压力。
计算机模拟法主要应用的指标有瓦斯含量指标和瓦斯压力指标。
以钻孔瓦斯压力实测法计算抽采半径的方法有如下三种：（1）以压力作为指标o d] ◎虫③&3 3 1…◎图1测试钻孔布置示意图用压力指标来测定钻孔有效抽采半径的方法：此种办法主要针对突出危险性指标施行。
首先在煤层施工一排测压孔，如上图所示，2、3、4……n均为测压孔，d2、d3……dn为相邻测压孔之间的距离；然后在测压孔安装入压力表，当压力稳定后在2号孔一侧(如图1)施工抽采钻孔，编为1号孔，并联网抽采。
当到达一定时间后观察压力孔的瓦斯压力，如果n号测压孔以及n号测压孔之前的测压孔压力均小于0.74MPa,而n号孔之后的测压孔的压力大于0.74MPa, 则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+ ......................... +d( n-1)。
(2)以含量作为指标用含量指标来测定钻孔的有效半径的方法：钻孔施工及封孔测压与(1)相同，所不同之处为钻孔施工过程中需取钻孔煤样，测得其吸附常数结合压力数据计算得到该测压孔一定压力下对应的瓦斯含量，X" X3、X4……X n。
钻孔抽放半径测定方案
金河煤矿七采区钻孔抽放半径测定方案为合理选择抽放钻孔的间距，确定适宜的抽放时间，增加瓦斯抽放效果，根据《防治煤与瓦斯突出规定》、《防治瓦斯十条规定》的要求，在七采区17204底抽联巷进行钻孔抽放半径的测定，特制定本方案，请有关单位认真组织学习并严格贯彻执行。
一、17204底抽联巷的煤岩层赋存特征17204底抽联巷位于七采区北部，所在层位为侏罗系下统炭洞沟群（J1td）,其岩性为浅灰色角砾岩，主要成份为石英，次为长石，含少量变质岩屑，钙质胶结，块状，硬度系数ｆ=4～6。
该巷道开口向前141米遇F208-1正断层，断层落差为22米，巷道顶板距煤二层底板15-30m，煤二层厚度平均为30m，水文地质条件简单。
该巷道岩石中CH4含量为0.16m3/吨岩，CO2含量为0.87m3/吨岩, C02---- C04含量为0.09m3/吨岩,三种气体之和为1.12m3/吨岩。
二、施工设计1、施工器具：Ф73mm三翼钻头、ZDY1900S型全液压坑道钻机、4′无缝钢管100m，单位为KPa的正压表20个。
2、施工钻孔参数：在17204底抽联巷施工2组16个穿层钻孔，每个钻孔以穿透煤二层进入煤二层顶板1m为止。
钻孔间距如图所示，倾角50°，其中1-8、2-8号钻孔为抽放钻孔，其余均为测压孔。
最远测定距离为间距10m。
具体施工参数及示意图见表1、附图1。
表1图1三、实验1、实验原理根据瓦斯压力测定的方法来对钻孔内进行封孔观测，将B1钻孔实施对接抽放，通过观测周围钻孔压力的变化来判定钻孔抽放的影响范围，进而确定钻孔的抽放半径。
应用聚氨酯封孔，然后从测压孔中引出4′无缝钢管装上压力表，通过聚氨酯膨胀渗入钻孔周边裂隙，杜绝瓦斯泄漏，从而使测出的瓦斯压力值等于真实的煤层瓦斯压力。
2、测定地点的选择及钻孔设计（1）测定地点选在七采区17204底抽联巷上部原始煤层。
为了保证试验的科学性，避免因钻孔布置不合理，造成钻孔抽放半径确定误差，同时可进行对比试验，设计了2组钻孔，每组8个（7个测压孔，1个抽放孔），钻孔布置在17204底抽联巷南、北两侧，其中1-8、2-8号孔为抽放孔，其余均为测压孔，距抽放孔间距分别为3m、2m、1m。
煤体钻孔瓦斯有效抽采半径判定技术
、 ， ０ ｌ － ３ ２ Ｎｏ． ６
文章 编号 ： １ ０ ０ ８ — ０ ５ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ － ０ ７ ５ ４ ・ ０ ５
辽宁工程技术大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
国家重 点实验室培育基地，河南 焦作 ４ ５ ４ ０ ０ ２ ） 摘 要： 为研究瓦斯矿井本煤层准确测定瓦斯有效抽采半径问题 ， 提 出了利用吨煤瓦斯抽采量计算钻孔瓦斯有效 抽采 半径 的测 定方法． 基于瓦斯钻 孔衰 减负指数规律建立钻孔 瓦斯抽采模型 ，解算 出吨煤瓦斯抽采量，并与其煤 层原始瓦斯含量对 比，得 出煤层残存瓦斯含量 和抽采率 ，以此判断钻孔瓦斯有效抽采半径 ，只有 同时满足 ｛ ≤８ ｍ３ ／ ｔ ｎ ｒ ／ ≥３ ０ ％｝ ，才为钻孔 瓦斯有效抽采半径． 研究结果表 明：随着预抽时间延长，钻孔瓦斯有效抽采 半径 逐渐 增大，直至极限抽采 半径． 通过工程实践，分析了不同时间的有效抽采半径 ，为瓦斯矿井抽采工作提供 了可 靠的抽采 参数 ，具有实 际应用价值． 关键词：瓦斯 ；有效抽采半径；指标；吨煤抽采量 ；抽采率 ；瓦斯含量；瓦斯流量 ；Ａ ＮＳ Ｙ Ｓ 中图分类号：Ｔ Ｄ ７ １ ２ 文献标志码 ：Ａ
Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ ｏ ｒ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｄ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ ｒ ａ ｄ ｉ ｕ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｓ ｅ 锄 ｄ ｉｌ ｒ ｌ ｈ ｏ ｌ ｅ
一种基于SF6煤矿瓦斯抽采半径确定方法
一种基于SF6煤矿瓦斯抽采半径确定方法发布时间：2023-04-10T03:08:24.790Z 来源：《科技潮》2023年3期作者：姚康[导读] 在我国煤矿事故中，瓦斯事故能占到事故发生总数的40%以上，是我国最严重的矿井灾害之一.河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作 454000摘要：为快速准确测量煤矿瓦斯抽采半径，确定布孔间距，采用SF6气体示踪法对顾北矿1232（3）工作面13-1煤层进行了测试，沿煤壁设置平行钻孔（20米）六个，选择一端钻孔作为SF6气体释放孔，其余为测量孔，每隔10分钟对五个测量孔进行取样，连续取样三小时并检测每次取样的SF6气体浓度，根据各测量孔的SF6气体浓度变化，即可确定瓦斯抽采半径。
结果表明，抽采3小时的瓦斯抽采半径为2.5米，并确定了SF6浓度检测的临界值：100PPb（10-10），当某测量孔SF6浓度低于该临界值时，即可视该测量孔为无效测量孔。
关键词：抽采半径，布孔间距，SF6气体，浓度检测临界值引言在我国煤矿事故中，瓦斯事故能占到事故发生总数的40%以上，是我国最严重的矿井灾害之一[1]。
因此确定合理的抽采钻孔间距，确保瓦斯抽采在相同的抽采负压下进行，提高抽采效率，就要准确的计算抽采半径。
对于此方面，国内学者做了大量的研究。
例如张飞燕[2]基于残存瓦斯含量对顺层钻孔抽采有效半径进行了数值模拟与现场测试，提出的阶梯式测定法得到残余瓦斯含量随钻孔间距的变化规律，得到了抽采60d和90d的有效抽采半径；苏学友[3]用压降法根据抽采一定时间后测压孔压力的变化来来确定抽采半径，并得到了7d~45d的瓦斯抽采有效影响半径，抽采时间越长，该抽采有效影响半径越大；郭勇飞[4]用瓦斯抽采流量法根据抽采的瓦斯总量来计算瓦斯有效抽采半径。
瓦斯含量降低法本质上等同于压力降低法和瓦斯抽采流量法[5]，但这几种方法封孔困难，工序复杂，测试时间长，得到的结果偏差较大。
气体示踪法作为一种新式抽采半径检测方法，也逐渐被应用。
煤层瓦斯抽采钻孔抽采半径考察技术研究
０ 引 言
目前 我 国瓦斯 治 理 的基本 理念 是贯 彻 “ 先 抽 后采、 监 测监 控 、 以风 定产 ” 的 瓦斯治 理工 作 方针 ， 实施“ 可保 尽保 、 应 抽 尽抽 ” 瓦斯 综合 治 理 战 略 。 合 理设计 抽 采钻 孔 的布孔 方式 对提 高煤 层 瓦斯 抽 采 率及科 学 制定 瓦斯 防治 技术 措施 等工 作 都具 有 重 要 的意义 。文 章采 用数 值模 拟 和现场 测 试相 结 合 的方 法 ， 确 定 了常村 煤 矿 ３ 煤 层 吸附性能以及抽采孔径 、 抽采负压 、 抽
采 时间等 因素 有关 ］ 。
压孔压力稳定后 ， 开始抽采瓦斯 ， 观察各测压表读 数 变 化情 况 ， 压 力 表读 数 下 降 ５ １ ％以上 的钻 孔 均
为有效 抽采 半径 内钻 孔 ，与抽 采钻 孔 距离 最远 的 钻Ｔ Ｌ Ｎ抽采 孔 的间距 即为有效 抽采 半径 的大小 。
煤层 瓦斯抽 采钻孔抽 采半径 考察技 术研 究
田新亮 ， 暴 庆 丰 ， 胡 ［ 摘 昊 ， 舒 龙 勇
（ １ ． 山西潞安矿业（ 集 团） 有 限责任公 司， 山西 长 治 ０ ４ ６ ２ ０ ４ ； ２ ． 煤 炭科 学研 究总院 矿 山安全技术研究分院， 北京 ｌ ０ ０ ０ １ ３ ）
下降 的测试点到抽采钻孔中心的距离 ； 有效抽采 半径 ， 是 指在 规定 时 间内 以抽采 钻孔 为 中心 ， 该半
径范 围内的 瓦斯压 力或 含量 降 到安全 容许 值 的范 围。 钻 孔 的有 效 抽采 半径 与煤 层瓦 斯压 力 、 透气 性
煤 层预 抽 率需 达 到 ３ ０ ％以上 ， 即残余 含 量 为 原始 含量 的 ７ ０ ％， 换算可得 ， 残 余 瓦 斯 压 力 应 为 原 始 压力的 ４ ９ ％，煤层 瓦斯压 力 应下 降 ５ １ ％以上 ［ ３ 。 所 以有 效抽 采半 径可 以通 过下 述方 法确 定 ：在 测
瓦斯抽采钻孔有效抽采半径测定方法研究
瓦斯抽采钻孔有效抽采半径测定方法研究发布时间：2021-06-28T17:24:01.823Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：刘宜军[导读] 摘要：瓦斯抽采是煤矿瓦斯灾害治理和资源利用的根本性措施之一，而钻孔布置是瓦斯抽采的首要工作。
安徽省阜阳市 236221摘要：瓦斯抽采是煤矿瓦斯灾害治理和资源利用的根本性措施之一，而钻孔布置是瓦斯抽采的首要工作。
对于顺层钻孔而言，瓦斯抽采有效半径（以下简称“有效半径”）是确定钻孔布置间距的基础参数和重要依据，其准确测定对于节省钻孔施工工程量、提高瓦斯抽采效率乃至最终实现瓦斯抽采达标至关重要。
关键词：瓦斯抽采；有效抽采半径；目前，我国煤矿安全生产得到了长足发展，煤矿安全形势也进一步好转，瓦斯事故也得到了进一步抑制，但瓦斯灾害依然严重，瓦斯问题仍然是威胁煤矿安全生产的重要因素。
实践证明，解决瓦斯问题最有效的方法就是预抽煤层瓦斯，瓦斯抽采钻孔的合理布置及抽采时间又是预抽煤层瓦斯的关键，这将直接影响煤层瓦斯抽采的效果，进而影响整个矿井的安全生产[1]。
钻孔间距太小，则会出现“串孔”现象，降低瓦斯抽采效率，浪费大量的人力、物力；钻孔间距太大，则会在两抽采钻孔之间形成抽采盲区，无法彻底消除煤层的突出危险性。
另外，抽采有效半径也是对煤层瓦斯抽采效果进行评价的必要依据，抽采时间过长，造成物力的浪费；抽采时间过短，达不到消突的目的。
因此，确定钻孔瓦斯抽采有效半径对于提高瓦斯抽采效率、保证煤矿安全生产具有重要的现实意义。
1 钻孔抽采半径的定义与界定指标1.1 抽采半径的定义抽采半径按用途可分为：抽采影响半径和有效影响半径。
抽采影响半径是指在规定的时间内原始瓦斯压力开始下降的测试点到抽采钻孔中心的距离。
有效抽采半径是指在规定时间内以抽采钻孔为中心，该半径范围内的瓦斯压力或含量降到安全容许值的范围。
钻孔的有效抽采半径是抽采时间、瓦斯压力、煤层透气性系数的函数，另外还与煤层原始瓦斯压力、吸附性能、抽采负压有关。
抽采半径测定实施方案
抽采半径测定实施方案纳雍县恒旺煤矿2016 年 5 月8 日纳雍县恒旺煤矿抽采半径测定实施方案1、抽采半径测定试验区基本情况我矿28 号煤层已经快要回采结束，现计划在13101运输巷对31 号、13209运输巷对32号煤层抽采半径进行测定。
31 号煤层厚度平均为0.8米，32号煤层厚度平均为 1.5 米，中间含有2层夹矸，最上面一层煤的厚度平均在0.9 米左右。
选择在煤层赋存稳定，且未采取抽放等任何区域性措施的位置布置测点测定瓦斯预抽放半径。
具体由通风科安排人员在现场确定。
2、测定方法简介目前应用于钻孔瓦斯抽采半径测试的方法主要有钻孔瓦斯参数测试法和计算机模拟法以及二者相结合的方法；在有效性指标的确定上，钻孔实测法的指标主要有以下三种：压力、含量、相对压力。
计算机模拟法主要应用的指标有瓦斯含量指标和瓦斯压力指标。
以钻孔瓦斯压力实测法计算抽采半径的方法有如下三种：1）以压力作为指标图 1 测试钻孔布置示意图用压力指标来测定钻孔有效抽采半径的方法：此种办法主要针对突出危险性指标施行。
首先在煤层施工一排测压孔，如上图所示，2、3、4……n均为测压孔，d2、d3……dn为相邻测压孔之间的距离；然后在测压孔安装入压力表，当压力稳定后在 2 号孔一侧（如图1）施工抽采钻孔，编为1 号孔，并联网抽采。
当到达一定时间后观察压力孔的瓦斯压力，如果n 号测压孔以及n 号测压孔之前的测压孔压力均小于0.74MPa,而n号孔之后的测压孔的压力大于0.74MPa，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d(n-1)。
2) 以含量作为指标用含量指标来测定钻孔的有效半径的方法：钻孔施工及封孔测压与1) 相同，所不同之处为钻孔施工过程中需取钻孔煤样，测得其吸附常X2、X3、数结合压力数据计算得到该测压孔一定压力下对应的瓦斯含量，X4……％。
如果n号孔以及它之前测压孔的瓦斯含量降幅均大于或等于30%，而n 号孔之后的测压孔的瓦斯含量降幅均小于30%，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+••…+d(n-1)。
钻孔流量法测定有效抽采半径原理及实践
钻孔流量法测定有效抽采半径原理及实践摘要：为了准确测定瓦斯抽采钻孔的有效抽采半径，提出采用钻孔流量法，设置不同间距的钻孔组，研究确定不同间距钻孔组的钻孔瓦斯抽采流量、抽采率与抽采时间的关系，以抽采达标为“有效”评价指标，计算出目标煤层抽采达标时的达标抽采率，筛选在规定抽采时间下满足达标抽采率的钻孔组，进而确定出有效抽采半径。
通过在朱家湾煤矿152106工作面运输巷现场实践，研究得到抽b煤层达标时残余瓦斯含量值采半径分别为1m、2m、3m的抽采规律，计算出了C5和目标抽采率分别为7.2m3/t和36.4%，确定出了朱家湾煤矿不同抽采时间的最佳有效抽采半径，认为在初始瓦斯含量为11.32m3/t条件下，预抽期为120天，采用2.0m钻孔间距作为合理的钻孔间距值最佳。
结果表明钻孔瓦斯流量法测定有效抽采半径原理科学、方法简单、实践可行、结果有效。
关键词：钻孔瓦斯流量法；有效抽采半径；瓦斯抽采率；钻孔间距1 引言目前有效抽采半径现场实测考察方法主要有三种：瓦斯压力降低法、瓦斯含量降低法和钻孔瓦斯流量法[1-3]。
但在现场实测法中，由于不同地点的瓦斯压力和瓦斯含量差别很大，瓦斯压力降低法和瓦斯含量降低法的测试难度较大，在相同抽采时间的瓦斯抽采半径亦随之改变，并且一次只能测试某个地点的抽采半径，成本较高。
而钻孔瓦斯流量法操作简单，对抽采效果可以进行验证，目前得到了广泛的应用。
2 钻孔瓦斯流量法测试原理钻孔瓦斯流量法是测定不同钻孔间距瓦斯抽采流量与时间的关系，计算出单孔瓦斯抽采累计量，再根据煤层总瓦斯含量、总抽采量、目标抽采率之间关系得到不同时间下、能够使抽采区域达标的有效抽采钻孔间距。
2.1 不同间距钻孔瓦斯流量与时间的关系在钻孔抽采瓦斯过程中，钻孔与钻孔之间会相互影响，造成不同的钻孔间距抽采规律也不尽相同，因此，针对不同钻孔间距布孔方式，需要测定出其代表性的抽采规律。
钻孔初始瓦斯抽采量（）和瓦斯抽采量衰减系数（）是表征钻孔瓦斯抽采量随时间变化规律的特征参数。
煤矿瓦斯抽采半径考察技术应用
2020.08科学技术创新煤矿瓦斯抽采半径考察技术应用邰兵（平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司，安徽淮南232001）1抽采半径考察方法选择目前考察抽采半径的有效方法有：理论分析法、数值模拟法和现场实测法等。
现场实测法常采用的指标主要是瓦斯含量指标、瓦斯压力指标和相对瓦斯压力指标。
本次利用现场实测法，以相对瓦斯压力为指标的压降法进行钻孔的有效抽采半径测定。
以相对瓦斯压力为指标，有效抽采半径是指在规定时间内，以抽采钻孔为中心，该半径影响范围内瓦斯压力降到安全容许值以下。
因此，可以以1个抽采孔和若干测压孔的组合方式，在抽采钻孔周边按不等距离施工测压钻孔，进行严密封孔。
通过测压孔内瓦斯压力的变化，即可确定钻孔的有效抽采半径。
运用抛物线方程来近似取代煤层瓦斯含量曲线，抽采前后瓦斯压力和瓦斯含量存在一个抛物线关系，即：X=a P姨式中，X 为煤层的瓦斯含量，m 3/m 3；P 为煤层的瓦斯压力，MPa ；a 为煤层的瓦斯含量系数，m 3/（t ·MPa 1/2）《煤矿安全规程》规定：煤层瓦斯预抽率不得低于30%，可知煤层残余瓦斯含量不得高于原始瓦斯含量的70%，则根据以上公式可计算得出抽采后残余瓦斯压力不得高于原始瓦斯压力的49%，据此可将一定抽采时间内测压孔瓦斯压力下降不低于51%时对应的测压孔与抽采孔的距离作为煤层瓦斯抽采的有效半径。
2抽采半径考察2.1抽采半径考察方案本次考察选择在王家营青利煤矿12机轨石门采用穿层钻孔对3号煤层进行考察。
（1）先在抽采钻孔周围按照一定的间距施工7个压力考察钻孔和1个抽采钻孔。
2～6#和13#、14#测压钻孔以1#抽采孔位置为基准布置，2#测压孔、3#测压孔、13#测压孔位于1#抽采孔右侧，距离分别为1m 、2m 、3m ；4#测压孔、5#测压孔、6#测压孔、14#测压孔、位于1#抽采孔左侧，距离分别为3.5m 、4.5m 、1.5m 、2.5m 。
穿层钻孔有效抽采半径的确定
穿层钻孔有效抽采半径的确定作者：张永红来源：《科技资讯》 2014年第28期张永红(山西煤炭运销集团保安煤业有限公司山西阳泉 045000)摘要:随着采掘深度的增加,具有开采保护层条件的突出矿井越来越少,这就使得矿井突出危险日益严重。
而煤矿瓦斯抽采是防治煤与瓦斯突出、降低矿井瓦斯涌出量和防止瓦斯爆炸的重要措施。
衡量瓦斯抽采工作优劣的两个主要指标是瓦斯抽采率和瓦斯抽采量。
为了确定穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯的合理参数,利用钻孔瓦斯流量、残余瓦斯含量等考察指标,以山西保安煤矿为试验地点,经过现场考察以及对测定数据的分析,最终确定了该矿井15#煤层直径为φ94 mm穿层抽采钻孔的有效抽采半径。
关键词:穿层钻孔瓦斯含量有效抽采半径中图分类号:TD712 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)10(a)-0065-02突出矿井目前在我国满足开采保护层条件的只有1/3,而伴随着不断增加的采掘深度,具备这种开采保护层条件的突出矿井也随之减少,这势必加重矿井突出危险。
而煤矿瓦斯抽采是防止瓦斯爆炸、降低矿井瓦斯涌出量、防治煤与瓦斯突出的重要措施,瓦斯抽采量和瓦斯抽采率是针对瓦斯抽采工作优劣的主要衡量标准,尽可能的在抽采矿井中设法都抽瓦斯是提升瓦斯抽采效果的主要途径,于此同时,在提高煤层透气性上加强研究,不断改进和提高抽采工艺、系统和设备。
还有一个影响瓦斯抽采效果好坏的重要因素:预抽钻孔的合理参数,过大的钻孔间距会造成抽采范围内的抽采盲区;过小的钻孔间距会导致物力和人力的浪费。
所以,瓦斯抽采钻孔的布置应以钻孔的有效抽采半径为依据,比较准确地确定该参数,对防治瓦斯突出具有十分重要的意义。
1 试验条件及原理1.1 试验条件为了保证穿层钻孔瓦斯有效抽采半径测定结果的科学性、可靠性,试验区域的选择应满足以下条件。
(1)必须选择未进行过瓦斯抽采的原始煤层;(2)必须保证在整个测试过程中试验区域不受采动影响;(3)方便接入抽采系统,并可独立测定抽采量等参数。
16#煤层抽采半径测定实施方案
11采区16号煤层抽采半径测定实施方案2020年10月26日方案审核意见11采区16号煤层抽采半径测定实施方案为了准确测定出11采区16#煤层瓦斯抽采半径，为抽采钻孔设计提供科学依据，结合我矿实际情况，特制定本方案。
一、成立瓦斯抽采半径测定工作领导小组组长：*****副组长：*****组员：****领导小组办公室设在通防管理部，**任办公室主任，负责协调钻孔施工、封孔、测压及日常资料的收集、整理、分析、总结等相关工作，并组织编制抽采半径测定报告。
二、抽采半径测试区域16号煤层情况16号煤层为黑灰色，块状，金属光泽，半亮型无烟煤，煤层走向为255°〜263°,倾向为345°〜353°,倾角22°〜38°,平均30°,煤层破坏类型为II〜III,平均厚度1.8m,最大埋深130m。
直接顶为黑灰色含植物碳化碎片的砂质泥岩，直接底通常为黑色泥岩或灰色黏土岩。
16号煤层上距15号煤层法线距离13m,下距17号煤层法线距离6m。
2013年4月，重庆煤科院对肥田煤矿11采区M16瓦斯基本参数进行测定，并出具《***11采区M16煤层瓦斯基本参数测定及煤层突出危险性鉴定报告》，鉴定结论为M16煤层在井田范围内具有煤与瓦斯突出危险性，实测16号煤层的瓦斯参数如下：11采区16号煤层瓦斯吸附常数及工业分析指标等实验室参数测定结果表11采区16号煤层瓦斯参数测定成果表三、测定方法目前应用的钻孔瓦斯有效抽采半径的测试方法主要有钻孔测试法和计算机模拟法及二者相结合的方法。
在有效性指标的确定上，钻孔测试法国内外采用的指标主要有以下三种：瓦斯压力指标、瓦斯含量指标、相对瓦斯压力指标。
计算机模拟法主要应用的指标有含量指标和压力指标。
本次选择钻孔测定法中相对瓦斯压力指标及瓦斯含量现场测定11采区16号煤层抽采瓦斯半径。
(1)相对压力指标法的理论依据压力指标法的理论依据为：预抽煤层瓦斯后，必须对预抽瓦斯防治突出效果进行检验，其检验的指标之一是煤层瓦斯预抽率大于30%(若是突出矿井要满足瓦斯含量小于8m3/t),即抽采后的瓦斯含量小于抽采前的30%以上。
抽采半径测定岗位操作流程及操作标准
抽采半径测定岗位操作流程及操作标准
一、工作流程
准备工作一测定方法（平行钻孔布置）—测定方法（终孔圆周布置）一测定结果分析
二、操作流程
（一）准备工作
1、准备便携式甲烷检测报警仪、注浆泵、扳手，手钳、压力表等工器具。
2、准备铁丝、拌浆桶、封孔剂、测压管等材料。
（二）测定方法（平行钻孔布置）
1、选择合适的地点（在岩石巷道中，煤层为原始状态,煤层顶底板完整）向煤层施工一排测压考察钻孔。
2、测压钻孔施工完毕后，立即封孔测定该地点煤层原始瓦斯压力。
3、待各考察孔压力稳定后，在考察孔另一侧施工待考察抽采钻孔，施工完毕后，封孔进行抽采。
4、以负压抽采第一天作为观测第一天，每天观察记录各考察孔的瓦斯压力值。
（三）测定方法（终孔圆周布置）
1、选择合适的地点（最好选择在底板岩巷中，煤层为原始状态，煤层顶底板完整）向煤层施工数个穿过煤层全厚的测压钻孔，观测孔的终孔距离依次增加。
2、测压钻孔施工完毕后，立即封孔测定该地点煤层原始瓦斯压力。
3、待各测压孔压力稳定后，在钻场或巷帮位置施工一穿层抽采钻孔，其终孔位置位于考察钻孔所在圆的中心。
待钻孔施工完毕后，封孔进行抽采。
4、以开始负压抽采第一天作为观测第一天，每天观察并记录各测压孔的瓦斯压力值。
（四）测定结果分析
1、将观测的压力数据进行整理。
2、绘制压力变化曲线图。
3、选择有效抽采时间内瓦斯压力降低至0∙74MPa时对应的钻孔径向距离作为有效抽采半径。
三、安全要点
（一）职工持证上岗、仪器、工具齐全。
（二）先施工测压钻孔，压力稳定后施工抽采钻孔。
抽采半径测定实施方案设计
纳雍县恒旺煤矿抽采半径测定实施方案纳雍县恒旺煤矿2016年5月8日纳雍县恒旺煤矿抽采半径测定实施方案1、抽采半径测定试验区基本情况我矿28号煤层已经快要回采结束，现计划在13101运输巷对31号、13209运输巷对32号煤层抽采半径进行测定。
31号煤层厚度平均为0.8米，32号煤层厚度平均为1.5米，中间含有2层夹矸，最上面一层煤的厚度平均在0.9米左右。
选择在煤层赋存稳定，且未采取抽放等任何区域性措施的位置布置测点测定瓦斯预抽放半径。
具体由通风科安排人员在现场确定。
2、测定方法简介目前应用于钻孔瓦斯抽采半径测试的方法主要有钻孔瓦斯参数测试法和计算机模拟法以及二者相结合的方法；在有效性指标的确定上，钻孔实测法的指标主要有以下三种：压力、含量、相对压力。
计算机模拟法主要应用的指标有瓦斯含量指标和瓦斯压力指标。
以钻孔瓦斯压力实测法计算抽采半径的方法有如下三种：（1）以压力作为指标图1 测试钻孔布置示意图用压力指标来测定钻孔有效抽采半径的方法：此种办法主要针对突出危险性指标施行。
首先在煤层施工一排测压孔，如上图所示，2、3、4……n均为测压孔，d2、d3……dn为相邻测压孔之间的距离；然后在测压孔安装入压力表，当压力稳定后在2号孔一侧（如图1）施工抽采钻孔，编为1号孔，并联网抽采。
当到达一定时间后观察压力孔的瓦斯压力，如果n号测压孔以及n号测压孔之前的测压孔压力均小于0.74MPa，而n号孔之后的测压孔的压力大于0.74MPa，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d(n-1)。
（2）以含量作为指标用含量指标来测定钻孔的有效半径的方法：钻孔施工及封孔测压与（1）相同，所不同之处为钻孔施工过程中需取钻孔煤样，测得其吸附常数结合压力数据计算得到该测压孔一定压力下对应的瓦斯含量，X2、X3、X4……X n。
如果n号孔以及它之前测压孔的瓦斯含量降幅均大于或等于30%，而n号孔之后的测压孔的瓦斯含量降幅均小于30%，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d(n-1)。
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纳雍县恒旺煤矿
抽采半径测定实施方案
纳雍县恒旺煤矿
2016年5月8日
纳雍县恒旺煤矿抽采半径测定实施方案
1、抽采半径测定试验区基本情况
我矿28号煤层已经快要回采结束，现计划在13101运输巷对31号、13209运输巷对32号煤层抽采半径进行测定。
31号煤层厚度平均为0.8米，32号煤层厚度平均为1.5米，中间含有2层夹矸，最上面一层煤的厚度平均在0.9米左右。
选择在煤层赋存稳定，且未采取抽放等任何区域性措施的位置布置测点测定瓦斯预抽放半径。
具体由通风科安排人员在现场确定。
2、测定方法简介
目前应用于钻孔瓦斯抽采半径测试的方法主要有钻孔瓦斯参数测试法和计算机模拟法以及二者相结合的方法；在有效性指标的确定上，钻孔实测法的指标主要有以下三种：压力、含量、相对压力。
计算机模拟法主要应用的指标有瓦斯含量指标和瓦斯压力指标。
以钻孔瓦斯压力实测法计算抽采半径的方法有如下三种：
（1）以压力作为指标
图1 测试钻孔布置示意图
用压力指标来测定钻孔有效抽采半径的方法：
此种办法主要针对突出危险性指标施行。
首先在煤层施工一排测压孔，如上图所示，2、3、4……n均为测压孔，d2、d3……dn为相邻测压孔之间的距离；然后在测压孔安装入压力表，当压力稳定后在2号孔一
侧（如图1）施工抽采钻孔，编为1号孔，并联网抽采。
当到达一定时间后观察压力孔的瓦斯压力，如果n号测压孔以及n号测压孔之前的测压孔压力均小于0.74MPa，而n号孔之后的测压孔的压力大于0.74MPa，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d(n-1)。
（2）以含量作为指标
用含量指标来测定钻孔的有效半径的方法：钻孔施工及封孔测压与（1）相同，所不同之处为钻孔施工过程中需取钻孔煤样，测得其吸附常数结合压力数据计算得到该测压孔一定压力下对应的瓦斯含量，X2、X3、X4……X n。
如果n号孔以及它之前测压孔的瓦斯含量降幅均大于或等于30%，而n号孔之后的测压孔的瓦斯含量降幅均小于30%，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d(n-1)。
（3）以相对压力作为指标
《煤矿安全规程》明确规定：预抽煤层瓦斯后，必须对预抽瓦斯防治突出效果进行检验，其检验的指标之一为“煤层瓦斯预抽率大于30%”，即经抽采后的煤层瓦斯含量较抽采前降幅达30%以上。
在工程误差允许范围内，瓦斯压力P和瓦斯含量X存在着抛物线关系，
我们首先提出用抛物线方程来近似取代煤层瓦斯含量曲线，即：
=
p
Xα
式中X――煤层瓦斯含量，m3/t；
α――煤层瓦斯含量系数，m3/（m3·MPa0.5）；
p――煤层瓦斯压力，MPa。
据此式推断，煤层瓦斯预抽率达到30%，计算所得残余瓦斯压力为
原始瓦斯压力值的49%，瓦斯压力降幅需达到51%。
相对压力指标法的测定方法：钻孔施工及封孔测压与（1）相同，当抽采一定的时间后，观察每个测压孔的瓦斯压力，P2、P3、P4……P n，如果n号孔以及它之前的每个测压孔的瓦斯压力下降量都大于或等于51%，而n号孔之后的测压孔都小于51%，则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d(n-1)。
3、测定方案设计
（1）由于我矿不是突出矿井，煤层瓦斯压力较低，故本次抽采半径的测定采用相对压力测试法进行，即：在13101运输巷及13209运输巷工作面运输顺槽上帮或者下帮煤层中部，垂直于巷道中线顺煤层倾斜方向施工7个直径为75mm，深度为25m（考虑窜孔不能打得太深）的钻孔，其钻孔布置平面如图2所示。
通过观测6个3组（抽放半径分别是1.5米、3.0米、4.0米）钻孔瓦斯压力随时间变化曲线来计算煤层抽采半径。
取压力均小于初始压力51%以上的两个相同的距离作为最终抽采半径。
（2）编号为“1”的钻孔埋管封孔后使用导流管和软胶管连接瓦斯抽放支管进行瓦斯抽放，然后采用负压表测定负压，负压抽取器抽取瓦斯后配合光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度（CJZ70型瓦斯综合参数测定仪读数不精确，不采用）.
（3）编号为2-7号钻孔施工完毕后埋管封孔，并分别在每个测压钻孔所埋钢管上连接压力表（正压表），且在每个测压钻孔压力表外部安装一个闸阀，如果煤层瓦斯没有压力或者压力过小，无法观察时，采用注
入压缩空气的办法观察压力衰减情况。
注入压缩空气的压力调节在0.07-0.09MP之间，注入完毕后，把闸阀手柄拆下，避免被人为搬动闸阀造成读数不准确。
（4）待其2-7号钻孔压力表指针稳定5小时以上无变化后，将6个压力表指针所指读数作为初始读数，然后每天相同时间读一次数和检测一次抽放钻孔瓦斯参数，并将所有读数和检测参数填入附表中；抽放数天后，压力与上一天的相差小于0.005MP后，且有两个以上钻孔的压力下降量都大于或等于51%后，读取和检测最后一次数据，结束测定。
如果测量数天后，压力没有变化，可能是钻孔间距过大，就应该重新设计钻孔间距，另外布置钻孔进行测定，直到效果明显、真实、有效为准。
（5）通过相邻钻孔瓦斯压力考察法准确测定煤层抽采半径的前提是瓦斯压力考察钻孔的密封一致性要求较高，据此，本次试验封孔深度统一为8米，用玛丽散封孔，每个孔用5袋玛丽散均匀封孔。
（6）在抽放规定的时间内，能测出瓦斯压力降低到容许限值的那个测压钻孔距瓦斯抽放钻孔的最近垂直距离就是瓦斯抽放有效半径。
，
运输巷
图2、测定钻孔布置局部放大图
4、测定步骤：
（1）根据测定方案设计，在13101运输巷10米处及13209运输巷500米处分别按照186度的方位角、13度左右的倾角(根据煤层实际倾角现场调整)施工7个钻孔，钻孔的长度均为25米，瓦斯压力考察孔间的距离分别距离中间的抽放孔1.5米、3.0米、4.0米（如图2所示）。
均在各钻孔深度为0m-8m的位置进行密封，位于中间的1号孔联网抽放，2-7号孔安装压力表便于观察压力是否衰减，确定抽采半径。
（2）数据考察周期暂定为5天，记录全部考察孔每天的瓦斯压力变化数据于附表1中,抽采钻孔参数记录于附表2中。
（3）钻孔方位必须按照设计放线，在巷道中顶板上画平行线，开孔点间距与终孔点间距一致，钻孔之间平行布置。
压力表测量范围为0-0.1Mpa，正压表。
（4）先施工抽放孔，后施工观测孔。
钻孔施工完成后立即封孔。
（5）必须待各观测孔压力稳定后方能进行抽放钻孔连管抽放。
抽放保持24小时不间断抽放。
并记录接抽之后抽放孔瓦斯抽采钻孔的负压、浓度等参数及观测孔压力情况。
抽放孔的负压调节在13-18Kpa之间。
附表1：
运输巷（号煤层抽采半径测定）2-7号钻孔瓦斯压力记录表（单位：KPa）
2016年月
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附表2：
运输巷（号煤层抽采半径测定）1号抽采钻孔参数记录表
2016年月。