单一特厚煤层瓦斯有效抽放半径测定
高瓦斯矿井单一特厚煤层综放面瓦斯治理
瓦斯 含量极 难抽 放的特 点 。结合 以前 回采 工作 面
上 隅 角 瓦斯浓 度 频 繁超 限及 ２ ０ ０ ３年 以来建 立 井 下 移 动 瓦 斯 抽 放 系统 的 成功 实 践 ，确 定 （ — ） ２ ３ １ １ ０综放 面 的瓦斯 抽放 方 案为 ：回采 工作 面 回 ２９
风 巷高位 钻孔抽 放 、上 隅角 浅孔抽 放 与采空 区插 埋 管抽放联 合使 用 ， 作面上 巷铺 两趟 管路 ， 工 一趟
１ 工 作 面概 况
（— ） ２ ９ ２ ３ １ １０综 放工 作 面位 于耿 村煤 矿西 采 区 （ — ） 道 下 山 东侧 ， 侧 和 南侧 均 为 ２ ３煤 ２３轨 北 —
实体 ， 工作 面走 向长 １０ ０ｍ， 斜 长 １ ０ｍ， 层 ６ 倾 ７ 煤 厚 １ ～ ５ｍ， １ １ 平均厚 １ 倾 角 ９ ３ 。该面 瓦斯 ２ｍ． ０１。 涌出量大 ， 绝对 涌出量在 ２ Ｔ ｉ 右 。为解 决 ０ｍ ｍ ｎ左 制 约生产 的瓦斯 问题 ， （ — ）２ ９ 在 ２ ３ １ １０综放 工作 面 采 用 了多种方法 联合抽 放瓦斯 ．取得 了 良好 的效
边 界在裂带 内明显 存在 着一 个相互 连通 的裂 隙发 育区， 而采 空 区中部采 动裂 隙基本被 压实 ， 这个 采 动裂 隙发 育 区称为 采动 裂 隙“ ” 圈 ．０” 圈 内 ０型 “ 型 集 聚了采 空 区内的大部 分瓦 斯 ， 的存在 ． 它 为采 空 区 瓦斯 流动 和贮存 提供 了通 道和空 间 。抽放卸 压
对 钻孔抽 放 ， 趟对 浅孔和采 空 区插埋 管抽放 ， 一 重 点仍 以排 除采 空 区内卸压 瓦斯为 主 。
表 １ 西 区 ２ ３煤 层 瓦斯 参 数 —
３ 瓦 斯抽 放 方 法
采煤工作面瓦斯抽采有效半径现场测定方法
采煤工作面瓦斯抽采有效半径现场测定方法摘要：为提高煤矿的安全生产水平，国家先后出台了多项政策，将瓦斯抽采工程视为生命工程、资源工程，并要求煤矿建设瓦斯抽采计量监测系统，实现温度、压力、流量、甲烷、一氧化碳等参数的监测，其中流量值的监测是瓦斯抽采达标评判和瓦斯利用的重要参数。
由于抽采管道内高尘、高湿、高负压等因素的影响，流量监测过程中存在不同类型设备或不同原理设备之间数据差异，给瓦斯抽采领域的技术人员、管理人员造成较大的困扰。
结合工作实践，梳理造成上述现象的外部原因和使用过程的一些注意事项，为瓦斯抽采管理工作提供参考。
关键词：采煤工作面；瓦斯抽采；半径现场测定方法引言2021年煤炭在我国能源消费总量中占比56.0%，与往年相比，煤炭的生产和消费比重虽有所降低，但其在我国能源结构中仍然占据着主导地位，对我国未来的经济发展仍将发挥重要的作用。
随着我国煤矿开采深度的增加，地质条件日趋复杂，煤矿灾害事故的发生几率也在增加。
与其他煤矿事故相比，瓦斯事故一直是煤矿井下危险程度最大、死亡比例最高的事故类型之一，对于瓦斯事故的遏制不容轻视。
我国一直坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的瓦斯治理原则，瓦斯抽采是预防瓦斯事故的重要方法之一，而瓦斯抽采效果受到众多因素的影响。
1现场应用背景目前，瓦斯抽采流量监测的有孔板、涡街、Ｖ锥、均速管、皮托管等技术。
孔板流量传感器永久性压损大、量程比小、节流件边缘易磨损，造成流出系数变化且拆装保养麻烦，主要用于人工监测以及与在线式流量传感器的数据对比；以威力巴为代表的均速管型流量传感器通过测量一条线上多个测点的流速，实现流量的监测，该传感器以量程比大、压损小、测量准确、结构简单、维护方便等优点受到工程技术人员的欢迎，市场占比约７０％，但均速管型流量传感器需要客户订购不同管径规格的设备；以皮托管、涡街、循环自激式等为代表的点式流量传感器有类似优点，市场占比约２５％，客户只需采购一种规格的流量传感器，备品备件管理简单；瓦斯抽放便携仪主要实现抽采管道内温度、压力、流量等参数的监测，采用皮托管获取前后两侧的差压值，并与温度、压力、环境大气压等参数进行流量计算。
煤层瓦斯排放钻孔有效排放半径的测定(流量法)
煤层瓦斯有效排放半径的测定
一、测定时所需材料
1、JN-1型胶囊封孔器4套；
2、0.025m3/h湿式煤气表4台，秒表4块；
3、施工4个孔径42mm的预测孔所需钻机、钻杆（12m）、钻头；施工1
个孔径113mm的超前排放钻孔所需钻机、钻杆（12m）、钻头。
二、有效排放半径的实际测定方法
1、在工作面迎头煤壁布置4个测量孔，孔径42mm，孔深12m，平行布置，
距超前排放钻孔的中心分别为0.5m、1.0m、1.5m、1.8m。
各孔保持水
平、平行、无交叉。
2、各测量孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为1米；
3、封孔后，立即用湿式煤气表测量钻孔瓦斯流量，并每隔10分钟测定一
次，最后一个测量孔测定次数不得小于5次；
4、在1#预测孔的右边距0.5m处，打一个超前排放钻孔，直径113mm，在
打超前钻孔过程中，记录钻孔长度、时间和各测量孔中的瓦斯流量变化；
5、超前钻孔打完后，每隔10分钟测定各测量孔的瓦斯涌出量，绘出各测
量孔的瓦斯涌出量变化图；
6、如果连续3次测定测量孔的瓦斯流量都比打超前孔前增大10%，即表明
该测量孔处于超前钻孔的有效排放半径内，符合本条文的最远距离即为
超前排放钻孔的有效排放半径。
三、测定地点选择
新掘钻场内，钻场位置请矿上制订，要避开构造，煤层赋存稳定，没有采取抽放等区域性措施的地方，钻场要求满足钻机作业，深度为5m。
四、测定时间
每次测定时间为一个小班（8点到16点）。
五、测定数据记录见附表（见下页）。
附表：
测定数据记录表。
峻德煤矿30层煤瓦斯抽采半径测定报告材料
目录目录 (1)一、概况 (2)1煤层赋存情况： (2)2水文地质情况 (3)二、内容与方法 (3)1、该项目研究内容 (4)2、研究方法的主要依据： (4)3、确定17号煤层瓦斯抽采半径方法： (4)钻孔技术参数一览表.......... 错误！未定义书签。
三、瓦斯参数数据分析 (6)1、煤层原始瓦斯压力分析 (6)2、直接法测定煤层瓦斯含量 (7)3、测定煤坚固性系数 (7)4、测定瓦斯放散初速度 (8)5、有效抽采半径与时间的关系 (9)四、结论 (10)一、概况鹤岗分公司峻德煤矿为年产3.00Mt的大型矿井，位于鹤岗矿区最南端，北与兴安矿为邻，南北走向长5.6km，东西倾斜宽3.5km，井田面积19.60km2。
开采的煤层有3、9、11、17、21、22-1、23、27-1、28、30、33-1层共11个煤层。
矿井瓦斯涌出量较大，矿井总回风量24560m3/min，通风负压220mmH2O，通风等积孔为10.57m2。
矿井通风系统稳定可靠，通风能力满足生产需要。
矿井采用机械通风机通风，通风方式为对角式，通风方法为抽出式，井下局部通风地点采用局部通风机压入式供风。
井下采煤方法为走向长壁后退式开采，全部垮落管理顶板。
我矿地面永久抽采系统安设2BEF-50水环式真空泵两台，额定流量为235m3/min，电机功率315KW，KJ73A监测系统齐全。
其中一台正常运转，一台备用，对二水平南一、二、三区及三水平进行抽采，抽采负压为458mmHg，抽采浓度37.1%，纯流量为20.7m3/min，混合流量为55.7m3/min，井下现安设移动抽放泵站4处，安设移动抽放泵 8台，永久抽放系统管路总长度11600m。
我矿与沈阳煤科院签订合同，对22-2、27-1、30层煤进行突出煤层鉴定，22-2层在-300m标高施工抽放钻孔过程中有喷孔等瓦斯动力现象发生，22-2层在-300m标高以下为突出煤层。
27-1为突出煤层。
瓦斯抽放效果检验检查制度
瓦斯抽放效果检验检查制度1. 简介瓦斯抽放是矿井和地下工程中常见的安全措施之一，用于排除矿井或地下工程中积聚的可燃、有毒瓦斯，以降低爆炸和中毒的风险。
为了确保瓦斯抽放的有效性和操作的安全性，制定瓦斯抽放效果检验检查制度是必要的。
2. 目的瓦斯抽放效果检验检查制度的目的在于： - 评估瓦斯抽放的效果，确认其是否符合安全要求； - 检查瓦斯抽放设备和防护措施的操作情况，发现潜在的问题和隐患； - 提供操作人员指导和监督，保证瓦斯抽放工作的按规定进行。
3. 检验检查内容瓦斯抽放效果检验检查制度应包括以下内容：3.1 瓦斯抽放效果检验•定期测量瓦斯抽放前后的瓦斯浓度，评估抽放效果；•根据瓦斯抽放效果评估结果，及时调整瓦斯抽放量，确保瓦斯浓度符合安全标准；•检查瓦斯抽放设备的运行状况，保证其正常工作。
3.2 瓦斯抽放设备检查•定期检查瓦斯抽放设备的工作状态，包括抽放管道、阀门、压力表等；•检查设备是否存在泄漏、堵塞等问题，并及时修复；•校准瓦斯抽放设备上的测量仪器，确保准确性和可靠性。
3.3 防护措施检查•检查瓦斯抽放区域的通风设备是否正常运行，保证空气流通；•检查防护栏、安全标识等安全设施的完好性；•检查操作人员的防护装备是否规范使用。
4. 检验检查频率瓦斯抽放效果检验检查的频率应根据具体情况确定，一般包括以下方面考虑： - 矿井或地下工程瓦斯抽放的频率和量级； - 瓦斯抽放设备的运行稳定性和可靠性； - 瓦斯抽放工地的作业环境和风险等级。
一般来说，可以进行以下频率的检验检查： - 每日检查瓦斯抽放设备的工作状态和效果； - 每周检查防护措施的使用情况； - 每月或季度进行一次全面检查和维护。
5. 检查报告和记录每次检验检查应生成检查报告和记录，包括以下内容： - 检查日期、时间和地点； - 检查人员和参与人员名单； - 瓦斯抽放效果测量结果； - 瓦斯抽放设备和防护措施的检查情况； - 发现的问题和隐患； - 整改要求和措施； - 检查报告的签署和审核。
钻孔瓦斯抽放半径测试方案
钻孔瓦斯抽放半径测试方案1.测试钻孔施工在11采区对二1煤层施工某一直径大小的（钻孔直径取平时抽放用直径大小最佳）3-5个顺煤层钻孔（也可从岩巷向煤层施工）并及时封孔，连接抽放管路合茬抽放后，对抽放钻孔流量和瓦斯浓度数据进行连续考察。
2．钻孔瓦斯抽放半径大小分析计算根据煤层瓦斯流动理论可知，当流动性质为非稳态时，钻孔瓦斯流量随着时间的延长呈衰减规律而变化。
钻孔瓦斯流量的变化规律基本上符合负指数方程即：0()t q t q e α-= （1）式中 ()q t —百米钻孔瓦斯流量，)100/(min 3m m ⋅；0q —钻孔的初始瓦斯流量，3/min m ；α—钻孔瓦斯流量衰减系数，d -1。
2.1瓦斯抽放钻孔布置间距理论方程式建立根据钻孔瓦斯流量衰减规律方程式（1），推算经t 天时间内单孔抽放的瓦斯总量为：01440()100t c O lq t dt =⎰ （2）式中 c O —经t 天时间单孔抽放的瓦斯总量，3m ；()q t —百米钻孔经t 日排放时的瓦斯流量，)100/(min 3m m ⋅；l —钻孔长度，m ；t —抽放时间，d 。
而钻孔单孔控制范围内煤体瓦斯储量H Q 为：H Q MlHW ρ= （3）式中 ρ—煤的密度，3/m t ；M —煤层平均厚度，m ；H —钻孔间距，m ；W —煤层原始瓦斯含量，t m /3。
则经t 天时间瓦斯抽出率η应为：01440()100tc H q t dt O Q MHW ηρ==⎰ （4） 即，以抽出率作为指标，确定钻孔布置间距的理论方程式为：014.4()tq t dt H MW ρη=⎰ （5）式中 η—瓦斯预抽率，%；其它符号意义同上。
由公式（5）即可计算求得在规定的瓦斯预抽率和抽放时间下钻孔最佳的布置间距即可求得钻孔瓦斯抽放半径。
基于瓦斯含量的瓦斯抽采有效半径测定
ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｍｏ ｆ ｅ ｔ ａ ｒ ｇ ｅ ｔ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｂ ｌ ｉ ｎ ｄ ｓ ｐ ｏ ｔ ｓ ，ｂ ｕ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｃ ａ ｎ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｕ ｎ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｙ ｈ ｕ ｍａ ｎ ，ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌ ａ ｎｄ ａ ｉ ｆ ｎ ｎｃ ａ ｉ ｌ ａ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ｔ ｏ
中图分 类 号 ： Ｔ Ｄ ４ ０ ３ ． ７ ； Ｔ Ｄ ７ １ ２
文献标 志码 ： Ａ
文章编 号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ｌ ２— ０ １ ４ ３— ０ ４
在突出矿井采 掘过程 中 ， 利用 底抽巷 施工穿 预抽瓦斯防治突 出效果进行检验 ， 其检 验的指标 层钻孔预抽煤层瓦斯 是最有效的方法之一 ， 能够 之一是煤层瓦斯预抽率大 于 ３ ０ ％， 即抽放后的瓦 有效减少瓦斯涌出量 ， 缩小瓦斯爆炸可能性 ， 防治 斯含 量 比抽放 前 的瓦斯 含量 下降 了 ３ ０ ％ 以上。 煤 与瓦斯突出灾害【 １ Ｊ 。合理确定钻孔有效抽采半 Ａ Ｑ １ ０ ２ ６— ２ ０ ｏ ６ （ 煤矿瓦斯抽采基本指标》 要求， 在 径基 本参 数 ， 对 于 实 现 矿 井 瓦 斯 抽 采 达 标 具 有 重 没 有考 察 出 煤 层 始 突 深 度 的 煤 层 瓦 斯 含 量 或 压 要意 义 。钻 孔 间 距 过 大 ， 在 抽 采 目标 区域 出现 无 力 ， 必 须将煤层瓦斯含量 降到 ８ ｍ ／ ｔ以下 。根 据 负压带 ， 埋下瓦斯隐患 ； 钻孔间距小于合理范 围， ２ ０ １ ４ 年 ７月 ２ ９日河南省人 民政府印发的《 河南省 容 易造成 大量 的 人 力和 物 力 的过 度 投 入 。针 对 普 强化煤矿安全生产暂行规定》 ， 矿井所采煤层瓦斯 遍具有高瓦斯 、 低透气性 、 吸附性高等特征 的二 １ 压 力大 于 ０ ． ６ ＭＰ ａ或 瓦 斯 含 量 大 于 ６ Ｍ ／ ｔ 时， 必 煤层 ， 本文提 出了基 于瓦斯含量的相对瓦斯压 力 须采取保护层 开采 或底 （ 顶） 板岩巷 预抽煤层 瓦 指标 法 。 斯， 严禁采 用局 部防突 措施 替代 区域 防突 措施 。 １ 钻 孔 瓦斯 抽采 半径 判定 方 法 残余 瓦斯压力及含量降到 ０ ． ６ Ｍ Ｐ ａ 和６ Ｍ ／ ｔ 以下 煤层瓦斯抽 采半径是指在允许 的时间 内， 通 后 ， 方可 进入 煤层 进行 采 掘作业 。 过施工瓦斯抽采钻孔进行抽采 ， 使煤层瓦斯压 力 依据《 煤矿瓦斯 抽采达标 暂行 规定》 中规定 ， 下降到安全容许值 ， 抽采 钻孔中心点距瓦斯压 力 结合 二 ｌ煤 层 吸 附 性 较 强 的特 征 ， 瓦 斯 含 量 与 瓦 下 降合 格 边 界 的 数 值 。原 始 煤 体 内施 工 抽 放 钻 斯压力之 问采用以下函数关系 ： 孔． ， 在煤层瓦斯压力和钻孔抽放负压的作用下 ， 钻 墨 ： ￡ ± ！ ： １ ２ — １ ０ ０ － Ａ — ａ － Ｍ ￣ － ＋ ！ ： ！ ： １ ２ ｌ ＋ｂ （ Ｐ ｃ ｒ ＋Ｏ 一 ） １ ０ ０ １ 十Ｏ ． ３ ｌ ｙ 孔周围一定范 围内的煤体开始解 吸， 吸附态瓦斯 （ １ ） 转变 为游离态 瓦斯 ， 通过煤体裂 隙通道运移至抽 ｗ 一残余瓦斯含量 ， ｍ ／ ｔ ； 放钻孔 中， 经 抽采 管道排 出。使 其钻孔周围附近 式中： ａ ， ｂ 一吸附常数 ； 处的煤体瓦斯含量降低 、 压力下降。 Ｐ 一 煤 层残余 相 对瓦 斯压 力 ， Ｍ Ｐ ａ ； 目前常 用 的钻孔 抽 采 影 响半 径 测 定 方法 有 钻 Ｐ 。 — 标 准大气 压 力 ， ０ ． １ Ｏ １ ３ ２ ５ ＭＰ ａ ； 孔测 试 法 、 计算机 模 拟法 及 气 体 示踪 法 等 ， 钻 孔 测试法采用的指标主要有 ： 瓦斯压力指标 、 瓦斯含 Ａ ｄ 一煤的灰分 ， ％； 量指标和相对瓦斯压力指标 ｊ Ｏ建业煤矿主采的 Ｍ ｄ 一煤 的水分 ， ％； 煤 的孔 隙率 ， ％ ； 二 １煤层 具 有 瓦 斯 含 量 大 、 透 气 性 差 和 吸 附 能 力 强等 特 点 ， 因此 ， 本 次 试验 采 用相对 压 力指标 法 。 － ｙ 一煤的容重（ 假密度 ） ， ｔ ／ ｍ 。 相对压力指标 法的理 论依据为《 煤矿 安全规 可以看出 ， 抽放 前后瓦斯含量降低 的比例和 程》 第一百九十条规 定 ： 预抽煤层 瓦斯后 ， 必须对 瓦 斯压 力降 低 的比例 也 是 存 在正 相 关 关 系 。如 果
瓦斯抽排放钻孔有效半径的测定方法
瓦斯排放钻孔有效半径的测定方法（防突细则规定）1．超前钻孔有效排放半径测定方法使用钻孔流量法测定超前钻孔有效排放半径的步骤如下：1)沿工作面软分层打3～5个相互平行的测量钻孔，孔径42mm，孔长5—7m，间距0．3—0．5m；2)对各测量孔进行封孔，封孔时应保证测量室长度为(0.2—0.5m)，钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯涌出量，并每隔2-10min测定1次，每一测量孔测定次数不得少于5次；3)在距最边缘测量孔钻孔中心0．5m处，打—个平行于测量孔的超前钻孔(直径是待考察超前钻孔有效排放半径的钻孔直径)，在打超前钻孔过程中，记录钻孔长度、时间和各测量孔中的瓦斯涌出量变化；4)超前钻孔完后，每隔2～10min测定各测量孔的瓦斯涌出量；5)打完超前钻孔后测定2h；6)绘制出各测量孔的瓦斯涌出量变化图；7)如果连续3次测定测量孔的瓦斯涌出量都比打超前钻孔前增大l0％，即表明该测量孔处于超前钻孔的有效排放半径之内。
符合本条文本项中上述的测量孔距排放钻孔的最远距离，即为超前钻孔的有效排放半径。
2．其他防突措施参数的测定法正确选用各种防突措施施工参数是提高措施安全可靠性的首要条件。
过去因测定复杂，通常根据经验确定，因而影响了防突措施的防突效果。
用钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法测定防突措施的施工参数(即超前排放钻孔和深孔松动爆破防突措施有效半径的测定)，是一种经济、省时省力的好办法。
在没有执行过防突措施的有突出危险的采掘工作面，在其软分层中先打一个考察孔，测量每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标、钻孔瓦斯涌出初速度。
钻孔长8～10m，孔径φ42mm，然后进行扩孔排放或直接装药后松动爆破。
按施工要求，确定排放时间，当到达时间后，在该孔附近的软分层中打一与此孔有一定角度的测试孔，测量其每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标、钻孔瓦斯涌出初速度。
将两个钻孔同一深度范围内所测到的数据和两点之间的间距进行分析，当其小于临界指标值的时，相应两点之最大间距时，确定为该措施的有效影响半径。
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。
单一高突厚煤层底板抽放巷穿层钻孔抽采技术标准
单一高突厚煤层底板抽放巷穿层钻孔抽采技术标准单一高突厚煤层底板抽放巷穿层钻孔抽采技术标准1.2层位选择底抽巷布置在距煤层底板15-25m岩层内。
应避开含水层、破碎岩层、较厚泥质岩层以及应力异常区，选择在坚硬、稳定、地质条件优越的岩层内。
1.3断面规格与支护井巷设计断面应不低于10m2，若兼作运输、通风或其它用途的可适当增大，一般应采用3.6m（宽）×3.8m （高）半圆拱巷道。
支护方式可根据矿压大小与抽采时间而定，满足打钻抽放即可。
2抽放钻场标准底抽巷开口掘进10m 后，沿巷道掘进方向在下帮布置抽放钻场，钻场与底抽巷呈垂直关系布置，钻场间距20m，深度4m，断面略小于底抽巷断面，一般应采用3.4m（宽）×3.2m（高）半圆拱巷道，满足打钻需要为标准。
钻场的布置应避免受采动影响，避开地质构造带，便于维护，利于封孔，保证抽放效果。
3钻孔设计标准3.1布孔原则钻孔在整个预抽区域内均匀布置，并穿透煤层全厚进入顶板0.5m；以实测有效抽放半径、抽采时间为基础合理布置钻孔数量、终孔间距；孔径94mm，以提高抽采瓦斯浓度。
3.2设计方案穿层钻孔设计分前期和后期两步进行。
3.2.1前期设计主要是为掩护煤巷掘进防突服务。
利用每隔20m掘进的抽放钻场打钻对工作面下顺槽周围煤层瓦斯进行条带区域预抽。
钻孔数量视抽放半径而定，钻孔控制到巷道轮廓线外上帮26m、下帮16m范围。
如图1和图2所示。
3.2.2后期设计主要是为回采防突服务。
待底抽巷系统形成、岩巷队伍退出后，在底抽巷内每隔10m布置一个顶板扇形抽放区，钻孔沿煤层倾斜方向呈扇形布置，终孔间距以抽放半径2倍为准，对整个工作面煤层瓦斯进行区域预抽，可有效解决工作面中下部瓦斯较难抽放的问题。
如图3和图4所示。
3.3设计要求应以采掘工程平面图为基础进行设计，设计中还应明确钻孔开孔位置、设计深度、方位、倾角、孔径等参数，由平面图、剖面图、断面图和参数表组成。
煤矿瓦斯有效抽放半径的测定计算方法(知识共享,非营利性)
211 抽放半径测定钻孔施工条件 为保证瓦斯抽放半径测定结果的科学性 、可靠 性 , 试验区域的选择必须满足以下条件 : ① 必须 选择未进行过瓦斯抽放的原始煤层 ; ② 最好选择 可以施工穿岩钻孔的区域 , 否则必须选择新暴露的 煤巷掘进工作面 ; ③ 必须保证各钻孔终孔位置距 离煤层暴露点最小距离不小于 10 m; ④ 必须保证 在整个测试过程中测试区域不受采动影响 ; ⑤ 方 便接入抽放系统 , 并可独立测定抽放参数 。 212 测定钻孔布置 根据以上条件并结合试验地点的实际条件 , 在 2个煤矿均选定新暴露的煤巷进行钻孔布置 : ① 巷道掘进过程中 , 顺煤层施工一斜向钻孔 ( 1号 ) , 孔深 5312 m , 孔径 75 mm , 用水泥砂浆或聚氨酯 封孔 , 每天测定钻孔瓦斯抽放参数 ; ② 距离 1 号 钻孔一定距离施工 9个观察钻孔 , 这些观察孔垂直 1号钻孔 , 且垂距为 210～610 m。 ③施工完毕后 , 用铁管及水泥砂浆或聚氨酯封孔 , 前端接集气管 , 2号矿钻场内 9个观察孔尾端用孔塞封闭 。 ④每天 定时测定孔内瓦斯浓度 、瓦斯涌出初速度变化 ; ⑤ 将各观察孔不同抽放时间的瓦斯浓度 、瓦斯涌出初 速度随抽放时间变化绘制曲线 , 分析数据 。钻孔布 置平面图如图 1所示 , 详细参数见表 1。
钻孔的抽放影响范围内 。但由图 1可知 , 6号孔受
1号孔抽放的影响程度不大 。
综上分析后将 75 mm 抽放钻孔的 67 d有效抽
放半径 R 确定为 : 315 m ≤ R ≤ 410 m , 极限抽放
时间内 R 的最大值即 Rmax = 410 m。 综合考虑 R 的影响因素 (抽放时间 t、抽放负 压 Pf、α) , R 有如下性质 : 在 Pf一定时 , R 与 t成 某种函数关系 , 该函数在 t = 67 d处可导 , 且关于
瓦斯参数测定及措施效果检验、消突评价相关要求
⽡斯参数测定及措施效果检验、消突评价相关要求防突及措施效果检验、消突评价等补充资料⼀、⽡斯基本参数测定⼀、⽡斯基本参数测定的内容及原则⼀)⽤于⽡斯涌出量预测及⽡斯抽采论证的⽡斯基本参数1．煤层⽡斯含量煤层⽡斯含量是指在矿井⼤⽓条件下(环境温度为20℃，环境⼤⽓压⼒为0．1 MPa)单位质量煤体中所含有的⽡斯⽓体(通常指甲烷)体积量，⼀般⽤m3／t表⽰其⼤⼩，即1 t煤中所含⽡斯的⽴⽅⽶数。
煤层⽡斯含量⼜可分为：煤层⽡斯原始含量——未受采矿采动及抽采影响的煤体内的⽡斯含量。
煤层⽡斯残存含量——受采矿采动及抽采影响的煤体内现存的⽡斯含量。
原煤⽡斯含量——单位质量原煤中含有的⽡斯量。
可燃基⽡斯含量——原煤中除去灰分和⽔分后的单位质量可燃部分煤中的⽡斯含量。
2．煤层⽡斯压⼒煤层⽡斯压⼒是指⽡斯赋存于煤层中所呈现的⽓体压⼒，即⽓体作⽤于孔隙壁的压⼒。
煤层⽡斯压⼒的单位⼀般⽤MPa表⽰。
煤层⽡斯压⼒⼜可分为：煤层⽡斯原始压⼒——未受采矿采动及抽采影响的煤体内的⽡斯压⼒。
煤层⽡斯残存压⼒——受采矿采动及抽采影响的煤体内现存的⽡斯压⼒。
⼆)⽤于突出危险性鉴定的⽡斯基本参数1．煤层⽡斯压⼒<（0.74mpa）2．煤层⽡斯含量<8m3/t)2．煤层的结构破坏类型(Ⅰ～V类)：⽤煤层的构造特征、光泽、节理性质、断⼝性质及强度等指标综合反映的煤层被破坏程度。
4．煤样的⽡斯放散初速度(△P)：实验室测定的吸附⽡斯煤样在突然卸压后最初⼀段时间内解吸⽡斯放出快慢的相对指标。
5．煤样的坚固性系数(∫)：⽤捣碎法测定的煤样抗破碎强度指标。
6．煤的⽡斯解吸特征曲线：现场采取煤样经实验室真空脱附后，给定不同的吸附⽡斯压⼒使其吸附平衡，然后令其在⼤⽓压⼒状态下进⾏⽡斯解吸量随解吸时间关系的测定，统计分析得出解吸特征参数。
改变吸附平衡的⽡斯压⼒，得出不同的解吸特征参数，得到吸附平衡⽡斯压⼒与解吸特征参数之间的关系曲线，该曲线即为煤样的⽡斯解吸特征曲线。
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。
瓦斯排放半径测定技术方案
林东煤业发展有限责任公司南山煤矿5号煤层瓦斯预抽、排放半径测定技术方案编制：南山煤矿通风科编制日期：2012年7月31日林东煤业发展有限责任公司南山煤矿5号煤层瓦斯预抽、排放半径测定技术方案总工程师：通风副总：通风科：施工队：编制：编制日期：2012年7月31日5号煤层瓦斯预抽、排放半径测定技术方案为了进一步搞好南山矿瓦斯治理工作，有效预抽和排放煤体内的瓦斯，遏制各类瓦斯事故的发生，于2012年7月27日与贵州天宝矿产资源咨询服务有限公司签订《矿产资源咨询及委托服务协议书》，委托贵州天宝矿产资源咨询服务有限公司测定南山矿5号煤层瓦斯预抽放和排放半径参数，并提交相应的考察及其结论报告。
为此，特编制南山煤矿5号煤层瓦斯预抽、排放半径(含空眼排放和深孔松动爆破半径)测定技术方案，具体测定方案如下。
一、瓦斯预抽放半径测定1、测点布置分别在75311机巷和75316措施石门选择一个煤层赋存稳定，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、测定所需设备、材料(1)ZL500型煤矿用坑道钻机2台、足够钻杆(直径φ42mm)、65mm钻头，用于施钻；(2)科力森(A、B剂各1桶)、棉纱，用于封孔；(3)软胶管、导流管、压力表5个、6.25mm钢管，用于测定瓦斯压力；(4)CJZ70型瓦斯综合参数测定仪，用于测定瓦斯抽放钻孔参数。
3、测定方法(1)测定过程1)在布置好的测点煤层软分层中先打一个瓦斯抽放钻孔，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CJZ70型瓦斯综合参数测定仪检测瓦斯参数，并填入附表1。
2)检测结束后，在煤层软分层中距瓦斯抽放钻孔1.5m、2.0m、2.5m、3.0m、3.5m处分别打1个与之平行的测压钻孔，共计5个。
钻孔孔深大于等于50m，孔径均为65mm。
3)测压钻孔施工完成后，埋管封孔，并分别在每个测压钻孔所埋钢管上连接压力表，且在每个测压钻孔孔口安装1个与埋管连接的闸阀。
A2煤层瓦斯抽采半径测定施工安全技术措施
一号矿A2煤层瓦斯抽采半径测定施工安全技术措施一、测定原理示踪气体SF6是一种灵敏性极强的气体，其最小检测浓度可以达到10-10，并且纯净的SF6是无色无嗅无毒的气体；虽然煤层中存在很多气体，但SF6是煤层中绝对不含有的。
根据以上因素，该气体适合用来测量煤层瓦斯抽采半径。
事先在所测定区域打好抽采钻孔并且保留一个钻孔不封闭，该孔用来释放示踪气体。
在释放示踪气体时，事先准备一定量的黄泥（防止SF6气体从钻孔内溢出）。
当释放一定量的SF6气体后，大约20~30min 就可以通过地面抽采系统进行负压抽放，由于SF6具有优越的灵敏性，将会同游离瓦斯一起被抽出。
此时就可以利用事先准备好的取样器、真空袋等设备进行取样，然后到实验室进行分析。
二、使用仪器与装备1、ZDY-750D钻机一台；Φ50钻杆40根；钻头：Φ75mm钻头1个；Φ133mm钻头1个；2、Φ200三通14个、Φ50软管30米、集气柜1个、PE管56米、Φ200阀门1个、Φ50阀门7个、马丽散封孔袋70袋、透明胶带5卷、测压嘴9个；3、真空袋126个、取样器、气象色谱仪；三、钻孔施工参数及施工安全技术措施：1、钻孔施工参数：钻孔施工地点：7号钻孔开孔地点为行人上山内距+632水平回风顺槽15米处（东帮）。
施工钻孔距离巷道底部垂距1.5米，各孔间距0~1孔1m,1~5各孔间距0.5m,5~6、6~7孔间距为2m。
钻孔施工顺序：按照钻孔编号，先施工7号钻孔，倒须施工钻孔。
钻进到位后，安装防喷套管，在每个钻孔的抽放管路上安装阀门，关闭阀门，连接好抽放管路。
钻孔编号方位角（°）倾角（°）设计长度（m）0 125 0 301 125 0 302 125 0 303 125 0 304 125 0 305 125 0 306 125 0 307 125 0 30钻孔布置示意图2、钻孔施工安全措施：清理平台-搬运钻机-立钻-开孔-打钻-封孔-管路连接2.1清理平台：（1）在行人上山上、下两头设置警戒，施工过程中严禁人员在行人上山通行。
煤体钻孔瓦斯有效抽采半径判定技术解析
煤体钻孔瓦斯有效抽采半径判定技术解析作者：冯钰来源：《科学家》2016年第01期摘要在煤矿开采中，瓦斯是一种常见且不可忽视的危险因素，对于瓦斯的治理和预防一直是煤矿开采单位的管理工作的重点。
本文为了研究瓦斯矿井本煤层准确测定瓦斯有效抽采半径问题，在瓦斯钻孔衰减负指数规律的基础上建立抽采模型，在模型的作用下经过科学的计算，可以得出结论：预抽时间越长，钻孔瓦斯有效抽采半径就会逐渐增大，增大到最大的抽采半径。
关键词瓦斯；有效抽采半径；判定技术；抽采率中图分类号 TD712 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）01-0086-02在煤炭开采过程中，对于瓦斯的治理和预防是重点管理内容，它关系着开采人员的切身安全，随着煤炭开采事业的不断发展和进步，本煤层瓦斯抽采逐渐成为了当前瓦斯控制的重要技术形式，但是需要注意的是，这种技术方法并不是完美的，抽采的不均匀性会导致瓦斯存在局部的富集现象，这会对整个开采工作带来严重危害。
根据当前开采的现状来看，对于有效抽采半径的指标体系判定技术主要分为有两种，每一种都有自身的应用优势和特点。
一是残存瓦斯含量和残存瓦斯压力的指标；二是瓦斯抽采率指标，一般来说，煤层的瓦斯抽采率要至少在30%以上。
1 判定技术的理论基础从理论角度来讲，在确保抽采负压稳定的基础上，我们可以对钻孔瓦斯抽采效果的参数包括钻孔的初始瓦斯抽采流量q0和瓦斯抽采流量衰减系数α进行一个准确判断，得到完整的完善相关信息[1]，从这些信息中可以得出一个规律就是，钻孔瓦斯抽采流量和时间是负相关关系，会随着时间的延长而呈现出衰减的趋势，实质上这也是和负指数方程是相一致的，即：上述式中，Qt是抽采时间T内钻孔的累计瓦斯抽采量（m3）。
在本文中，我们采用的是一个模拟软件，即ANSYS来对钻孔抽采负压的影响范围进行了一个整体上的阐述和分析，在开始这一工作之前，技术人员要先对这个模型进行一个简单的合理性的简化和处理，模型顶底板的透气性相对来说并不是很好，瓦斯的赋存状态也较为稳定，不存在地质构造，如表1所示。
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钻孔在预抽煤层瓦斯时， 在煤层瓦斯压力和孔 底负压的共同作用下， 钻孔周围煤体的瓦斯不断进 入钻孔被抽走， 形成以钻孔中线为轴心的类似圆形 的抽放影响圈， 抽放影响圈的半径称之为抽放影响 半径， 钻孔的有效抽放半径是指在规定的抽放时间 其范围之大小与 内钻孔抽放瓦斯的有效影响范围， 煤质、 瓦斯等因素有关。随着抽放时间的延长， 抽放 影响半径会逐渐加大， 直到煤层瓦斯压力与孔底负 压之差不足以克服深部煤体瓦斯运移到钻孔的阻力 时为止。在钻孔的抽放影响圈内， 煤体的瓦斯压力 会不断降低。在抽放钻孔周边不同距离地点布置孔 口密封的测试钻孔， 通过测定测试钻孔内瓦斯压力 的变化， 即可确定钻孔的有效抽放半径。
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察及对测定数据的分析， 最终确定亭南煤矿 4 煤层抽放钻孔的有效抽放半径及抽放时间， 为煤 矿的瓦斯抽放钻孔的合理布置提供了依据 。 关键词： 有效抽放半径； 瓦斯压力； 单一特厚煤层； 钻孔瓦斯浓度 中图分类号： TD712 文献标志码： B 文章编号： 1003 － 496X（ 2012 ） 05 － 0083 － 03 Measurement of Gas Effective Drainage Radius in Single Special Thick Seam
应用·实践
（ 2012 － 05 ）
· 83·
单一特厚煤层瓦斯有效抽放半径测定
常晓红
（ 山西省煤炭工业厅， 山西 太原 030012 ）
摘
要： 介绍了瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测试方法 ， 并通过采用钻孔测试法以瓦斯压力 p 及 钻孔瓦斯浓度 η 为考察指标来确定亭南煤矿某一直径钻孔的有效瓦斯抽放半径 。 经过现场考
目前应用的瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测试 方法主要有钻孔测试法、 计算机模拟法及气体示踪 法。 1 ） 钻孔测试法。 包括压降测试法和瓦斯流量 煤体的瓦斯压力会 测试法。在钻孔抽放影响圈内， 不断降低， 钻孔瓦斯涌出量会降低。 在抽放钻孔周 通过测 边不同距离地点布置孔口密封的测试钻孔 ， 定测试钻孔内瓦斯压力或瓦斯涌出量的变化 ， 即可 确定钻孔的有效抽放半径
CHANG Xiao － hong （ Department of coal industry of Shanxi Province，Taiyuan 030012 ，China） Abstract： The paper introduced the measurement method of effective drainage radius of gas drainage hole． Taking gas pressure p and the effective drainage radius of one diameter drilling hole in Tingnan coal mine drilling hole gas concentration η as investigation targets， was determined by using borehole test method． Through the spot examination and the analysis of measured data，finally，the effective drainage radius and drainage time of drainage hole in Tingnan coal mine No． 4 coal seam were determined，which provided a basis for the rational layout of coal mine gas drainage drilling． Key words： effective drainage radius； gas pressure； single special thick seam； drilling hole gas concentration
。
3 ） 气体示踪法。 SF6 气体化学稳定性好， 检测 灵敏度高， 扩散性强， 这些性质使得人们可以方便、 准确地应用它进行矿井漏风检测， 测定煤层瓦斯流 采用 SF6 气体示踪法测定钻孔瓦 动状态等。因此， 斯抽放有效半径， 简便易行， 准确可靠， 易于现场测
基金项 目： 国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 （ 973 计 划 ） 资 助 项 目 （ 2011CB201206 ） ； 国 家 自 然 科 学 基 金 青 年 科 学 基 金 资 助 项 目 （ 50904033 ）
［4 － 5 ］
首先施工测压力孔， 成孔后立即采用水泥砂浆 压力测定 封孔法进行封孔测定煤层相对瓦斯压力， 管采用 12． 5 mm 铁管（ 长度 25 m ） ， 每个孔封孔深 度不少于 20 m， 以确保封孔效果的气密性。 压力表 采用 1． 6 MPa 标准压力表。待测出相对的瓦斯压力 值后， 才能在测压孔周围由远及近施工抽放钻孔 ， 即 在距测压孔不等距处打 1 个排放钻孔， 抽放孔与测 压孔的孔口及孔底间距必须保持平行 。 2． 3． 3 考察测定要求 1 ） 施工完预抽孔之后， 立即用聚氨酯封孔法进 行封孔， 封孔段抽放管采用 50 mm 的无缝钢管， 长 用聚氨酯封孔， 每个钻孔封孔深度为 2． 6 m。 度 3 m， 2 ） 根据瓦斯抽放效果确定抽放瓦斯有效半径。 施工完预抽孔之后， 对预抽孔进行钻孔瓦斯抽放量 首先进行单 测定： 采用孔板流量计进行抽放量测定 ， 孔测定和试验工作面群组孔 （ 每 10 个孔为 1 组 ） 测 每 4 h 测定 1 次， 定； 封孔完成后即连接抽放系统， 每次测定 10 min； 在工作面测定中要详细记录好每 个孔的测定数据， 并绘制出抽放量变化曲线， 以确定 合理预抽期及有效抽放半径， 为合理制定防突措施 提供可靠依据。 2． 4 2． 4． 1 测定结果分析 瓦斯压力测定
［1 － 2 ］
定， 不失为一种测定钻孔瓦斯抽放有效半径的新方 法。 为了考察亭南矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径， 拟采用钻孔测试法， 以瓦斯压力及钻孔瓦斯浓度为 来确定亭南矿有效瓦斯抽放半径 。 考 计算机模拟法。 以达西定律为基础， 建立钻 孔瓦斯流动模型， 编制解算程序， 模拟钻孔周围瓦斯 流动状况， 进而确定钻孔有效抽放半径
· 84· 1． 2
（ 第 43 卷第 5 期）
应用·实践
测试方法 1 ） 按 瓦 斯 压 力 确 定 钻 孔 抽 放 瓦 斯 有 效 半 径。
个。 2． 3． 2
施工要求
在多排钻孔或网格式钻孔抽放瓦斯条件下 ， 抽放瓦 ， 斯区内瓦斯流动就属于有限流场 这时测定钻孔的 抽放半径， 布孔以不同等距离分别进行瓦斯压力值 2、 2． 5 、 3、 3． 5 、 4、 4． 5 、 5 测定， 钻孔间距依次取 1． 5 、 m， 然后观察瓦斯压力变化。 在抽放瓦斯期限内， 能 将测压孔的瓦斯压力降低的那个钻孔距测压孔的距 离就是抽放瓦斯有效半径。 2 ） 按 瓦 斯 浓 度 确 定 钻 孔 抽 放 瓦 斯 有 效 半 径。 观察瓦斯浓度变化趋势， 确定有效抽放半径。 2 2． 1 有效抽放半径测定考察