钻孔的有效影响半径与布孔
XXX工作面瓦斯抽采达标评判报告
xx公司xxx工作面瓦斯抽采达标评判报告第一部分工作面概况及防突措施一、工作面概况本工作面井下西邻xxxx工作面（未采），南邻西胶带运输大巷、西辅助运输大巷、西回风大巷(北)，东邻xxx工作面（未采），北抵XX矿矿界（相邻开元矿）。
本工作面位于一水平，地面标高1082.0-1140.5m，工作面标高605.1-697.4m，埋藏深度398.5～488.5m。
该面地表位于位于XX、XX村以北；XX村以东；XX村以的黄土塬、XX及沟谷地带。
该面南部有新陈高压线25-26铁塔穿过，回采期间需加强地面观测。
工作面走向长1641.5m，倾斜长240m，面积393960m2。
煤层平均厚度为 2.4m，可采储量为1257520.3吨。
工作面布置及通风系统图见附图一：xxx综采工作面通风系统图。
2010年5月我公司委托煤炭科学研究总院沈阳研究院完成的《3#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》中指出，我公司3#煤原始瓦斯含量在11.77-14.89 m3/t 之间，原始瓦斯压力在1.24-2.44MP之间，具有煤与瓦斯突出危险性。
二、防突设计根据工作面设计采长，在回采工作面进、回风顺槽掘进过程中，均匀布置5个孔深为120米的预测预报钻孔，进行预测预报；无论预测预报值是否≥8m³/t，均施工深度为130米、孔间距3米的本煤层钻孔，在理论计算抽采达标后，对工作面进行区域效果检验。
区域效果检验工作面抽采达标后，用局部预测预报的方法进行区域验证。
在回采过程中采用测定钻屑量和K1值的方法进行局部预测预报；工作面每间隔1.5米布置一个卸压孔，孔深18米，孔径75mm，卸压孔超前预留7-10米。
待卸压孔全部施工完毕后，用局部预测预报的方法进行局部防突措施效果检验，合格后进行生产，否则不得生产。
第二部分抽采基础条件评判我公司已于2010年9月委托太原煤科院完成了《xx公司矿井瓦斯抽采初步设计》，其中规划了矿井瓦斯抽采方案以及采掘工作面的瓦斯抽采施工设计。
瓦斯抽采钻孔有效影响半径的理论模型及数值分析
参数 是不合 理 的 。 近年 来 ，国 内外 学者 在煤 层瓦 斯 别 为 ：
流动 理论研 究方 面进 行 了深入 的研 究 ， 逐步 建立 和
完善 了综合 考虑 含 瓦斯煤 的吸 附应 力 、 孔 隙压力 以
ｎ （ １ ＋ｐＩ Ｐ Ｌ ）
（ １ ）
ｍ
及应 力作用 下 的瓦斯 渗流 理论 模型［ ７ － １ ０ 】 ；同时 ，随 着计 算机解 算 算法 的优化 和提 高 ， 理论 计算 得到 的 瓦斯 抽采 有效 影响 半径 的可信 度大 大提 高 。 本文 基
２ ． １变形 场控 制方 程 煤 体对 瓦斯表 现 出较 强 的吸 附作用 ， 并产 生吸
附膨 胀应 力 ，导致煤 体 的受力 分布 发生 变化 。含吸
附瓦斯 煤 体 的吸 附 膨胀 应变 和 应 力计 算 公 式【 ｌ ｌ Ｊ 分
Ｖ Ｌ ｐｓ ＲＴ ｌ
Ｅｓ ｗ —
…
径， 并 以此 设计 抽采钻 孔数 目、间距和 抽采 负压 等
斯 抽采 设计 中显得 尤 为重要 。目前 ， 有 效影 响半径
斯流场 的变化 ， 同时确 定 了不 同预 抽 期 内瓦斯抽 采
的测 定方法 主要 分为 现场测 定和 理论 计算 两类 。 前 钻孔 的有 效影 响半径 ， 为钻 孔参 数 的合 理设 计和 布 者 虽然 准确 度高 ，但 具有测 定 周期长 ，工 程量 大 ， 置提供 了理论参 考 依据 。
Ｄ ０ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ １ － ６ ３ ９ ６ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ９ ． ０ １ ０
１ 前言
煤矿 瓦斯 抽采 能够 有效 降低 瓦斯压 力 、 防止 瓦
浅孔注水有效影响半径的测定及效果研究
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＭＡＲＫＥＴ Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．７，２０２１
浅孔注水有效影响半径的 测定及效果研究
戴 扬
（河南能源化工集团鹤煤公司，河南 鹤壁 ４５８０００）
摘 要：煤与瓦斯突出是煤矿井下采掘生产过程中的一种非常复杂的动力地质现象。在矿井生产中，这一现象不仅严 重制约了巷道掘进速度，而且也严重威胁煤矿生产安全。近几年来，煤层注水成为煤矿的主要防突技术，但由于有效影 响半径的不确定，导致煤矿资源的浪费和防突效果不佳。根据不同水压下（８ＭＰａ、１０ＭＰａ）钻孔注水，确定了钻孔注水消 突的布置方案，研究测定了注水前后钻孔瓦斯涌出量以及钻孔内煤层含水量的变化情况，并在鹤煤八矿 ３００６工作面进行 了现场试验，确定了煤层中高压注水防突有效影响半径。 关键词：钻孔注水；影响半径；防突；残层瓦斯含量 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０２１．０７．０３４
１０２
量及残存瓦斯含量，以水分增加 １％以上为界限确定其注水影 响半径。 １３ 考察地区的选择
本次主要在八矿 ３００６工作面切眼按照 ７９ｍｍ注水孔孔径 分别进行 ８ＭＰａ和 １０ＭＰａ压力的注水试验。
３００６工 作 面 地 面 位 于 市 第 二 造 纸 厂 北 部，地 面 标 高 ＋１３６～＋１３１ｍ，表土层厚度 １７７ｍ，基岩厚度 ４４７ｍ，井下埋 深 ６４３～７１８ｍ。工作面地面南部有季节性排水渠流过，该水渠 受季节性降雨影响，在雨季水源主要是大气降水，旱季水源主 要为矿井排水及城市生产、生活废水（基本干涸），河流距工作 面垂深 ６４８～７１７ｍ。工作面位于井田的中部，走向长 ５０５ｍ （平均），倾向长 １５０ｍ（平均），斜面积 ７５１４６ｍ２，工作面西部 为 ３００４采空区，东部为未开采的 ３４采区工作面，北部为未开 采的 ３２０５工作面，南部为新副井工业广场保护煤柱。３００６工 作面上顺槽上部为 ３００４采空区，剩余煤厚 ０～７．２ｍ，原始煤厚 １．０～９．６ｍ；３００６工作面上顺槽三横川（小上山口）向南 ６．７ｍ 至三横川（小上山口）向北 ７２ｍ区段为二１ 煤层变薄带，剩余煤 厚 ０～１．６ｍ，原始煤厚 １～４．６ｍ；３００６工作面上顺槽测点 ＳＤ２１ 向北 ０～６５ｍ区段为二１ 煤层变薄带，剩余煤厚 ０．７～１．３ｍ，原 始煤厚 ４～４．６ｍ；３００６工作面下顺槽测点 ＳＤ６９向南 ３．２ｍ至 ＳＤ６９向北 ６９ｍ区段为二１ 煤层变薄带，剩余煤厚 ０．２～４．２ｍ； 其他区段煤厚 ４．０～８．６ｍ，平均煤厚 ７．３ｍ；３００６工作面总平 均煤厚为 ６．５ｍ，３００６工作面煤层厚度不稳定，煤层结构简单， 无夹石层。 １４ 注水孔及测试孔施工方案
《四川省煤矿瓦斯抽采达标评判细则(试行)》
附件1四川省煤矿瓦斯抽采达标评判细则（试行）第一章总则第一条为加强矿井的瓦斯抽采管理，规范瓦斯抽采，有效预防瓦斯事故，根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（安监总煤装〔2011〕163号）、《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）等有关规定，特制定《四川省煤矿瓦斯抽采达标评判细则（试行）》（以下简称《细则》），本《细则》适用于四川省境内煤矿井下所有的瓦斯抽采地点。
第二条凡符合下列情况之一的矿井，必须进行瓦斯抽采，并实现瓦斯抽采达标。
（一）开采具有煤与瓦斯突出危险煤层的。
（二）一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面绝对瓦斯出量大于3m3/min的。
（三）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：1. 矿井绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3/min；2.生产能力100-150万t/a年的矿井，大于30m3/min；3.生产能力60-100万t/a年的矿井，大于25m3/min；4.生产能力40-60万t/a年的矿井，大于20m3/min；5.生产能力30-40万t/a年的矿井，大于15m3/min；6.生产能力21-30万t/a的矿井，大于10m3/min ；7.生产能力9万t/a 以上21万t/a以下的矿井，大于8m3/min；8.生产能力9万t/a及其以下的矿井，大于6m3/min；9.虽不符合以上条件，但使用通风方法解决瓦斯问题不合理的。
第三条抽采瓦斯矿井应当建立健全专业的瓦斯抽采机构，配备足够的瓦斯抽采工和至少1名煤矿主体专业的专职工程技术人员负责瓦斯抽采工作。
瓦斯抽采工应当参加专门培训并取得特种作业人员资质。
第四条抽采瓦斯矿井在编制生产发展规划和年度生产计划时，必须同时组织编制相应的瓦斯抽采达标规划和年度实施计划，确保“抽掘采平衡”。
矿井生产规划和计划的编制应当以预期的矿井瓦斯抽采达标煤量为限制条件。
第五条抽采瓦斯矿井必须建立瓦斯抽采达标自评价工作体系，制定矿井瓦斯抽采达标评价细则，建立瓦斯抽采管理和考核奖惩制度、抽采工程检查验收制度、技术档案管理制度等。
完整版煤矿瓦斯抽采达标规定
煤矿瓦斯抽采达标规定第一章总则第一条为贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理工作体系，遏制煤矿瓦斯事故，实现煤矿瓦斯抽采达标，根据《煤矿安全监察条例》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法规，制定本规定。
第二条井工开采煤矿企业的矿井瓦斯抽采工作及其对瓦斯抽采达标工作的监督检查，适用本规定。
第三条煤矿瓦斯防治必须坚持“应抽尽抽、多措并举、抽采平衡”的原则。
煤矿瓦斯抽采应当紧密结合煤矿实际，加大技术攻关和科技创新力度，强化现场管理，采取多种可能的抽采技术和工程措施充分抽采瓦斯，实现先抽后采、抽采达标。
瓦斯抽采工作要超前规划、超前设计、超前施工，确保煤层预抽时间和瓦斯预抽效果，保持抽采达标煤量与生产预备及回采的煤量相平衡。
第四条煤矿瓦斯抽采应做到抽采系统水平足够、设施完善，抽采工程超前、“抽、掘、采”平衡，抽采计量和参数测定准确，抽采管理制度完善，抽采后的效果达到《煤矿瓦斯抽采基本指标》（以下简称《抽采指标》）和《防治煤与瓦斯突出规定》（以下简称《防突规定》）等法规和标准的要求。
第五条煤矿采掘工程和生产组织应安排在瓦斯抽采达标的煤层；对应当进行瓦斯抽采的煤层，必须先抽采瓦斯，只有在效果达到标准要求后方可安排采掘作业。
第六条应当进行瓦斯抽采的煤矿企业（以下简称煤矿企业）应设置瓦斯抽采机构，建立责任明确、制度完善、执行有力、监督严格的瓦斯抽采管理制度和各级岗位责任制。
煤矿安全监管部门和驻地煤矿安全监察机构（以下简称煤矿安全监管监察部门）应当对上述各环节工作以及矿井通风、瓦斯超限等情况进行监督监察，检查矿井瓦斯抽采相关资料是否齐全、资料与实际情况是否一致，抽采效果是否达标。
第七条煤矿企业应仔细研究、积极落实关于煤矿瓦斯抽采和利用的各项优惠政策，提升瓦斯抽采和利用工作水平。
煤矿企业要根据自身实际情况编制和落实煤矿瓦斯利用规划，加强瓦斯利用基础设施建设，完善瓦斯利用机制，加大瓦斯利用工作力度，以利用促抽采，增强瓦斯抽采利用保障水平，减少向大气中排放的瓦斯量。
水力冲孔有效影响半径的测定
钻孔布置示意 钻孔布置参数
倾角 / （ °） 30 30 30 30 30 30 方位角 / （ °） 0 0 0 0 0 0 岩孔 长度 / m 12 12 12 12 12 12 封孔 深度 / m － 12 12 － 12 12
图2
冲孔过程中瓦斯压力变化曲线
· 17·
2012 年第 8 期
中州煤炭
3
水力冲孔有效影响半径测试原理
国内外学者普遍认为， 地应力、 瓦斯和煤的物理 ［7 ］ 力学性质是导致煤与瓦斯突出的主要因素 。 煤 体的变形潜能和瓦斯膨胀内能是煤与瓦斯突出的主 ［89 ］ 是以岩柱或者煤柱作为 要动力。水力冲孔技术 安全屏障， 冲孔时， 随着钻孔的前进， 煤、 水、 瓦斯经 过孔道向孔外排出， 钻孔周围的煤体向钻孔方向移
［26 ］
2
2. 1
水力冲孔工艺及系统
水力冲孔工艺
水力冲孔利用高压水通过钻杆从钻头上的冲孔 喷头喷射而出， 冲击钻头周围煤体， 随着钻机向前钻 进破碎煤体， 诱导小型煤与瓦斯突出 （ 喷孔 ） ， 水和 突出的煤、 瓦斯顺着钻杆和钻孔间的间隙流入煤水 输送系统， 混合有水气的瓦斯进入水气分离装置 ， 分 接入瓦斯抽采管路， 煤和水流入沉淀池。 离之后， 2. 2 水力冲孔系统 水力冲孔系统由乳化液泵、 水箱、 压力表、 防喷 装置 和 喷 头 等 组 成。 根 据 现 场 试 验 情 况， 选择 BRW200 /315 型乳化液泵 （ 额定流量 200 L / min， 额 定压力 31. 5 MPa） ， 辅助乳化液箱型号为 FRX1000 ， 其公称压力为 31. 5 MPa， 液箱容量为 1 000 L， 质量 700 kg ； PZCKC ； 水力冲孔喷头为 系列 选择 SGS 为 1900 ； 高压胶管 型双功能高压水表； 钻机型号为 5S内径为 25 mm、 耐压 32 MPa， 连接处采用快速接头 和 U 形卡加固。
龙腾煤矿KI煤层超前排放钻孔有效影响半径研究
文献标志码 ： Ｂ
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ １ ５ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０—０ １ ３ ２— ０ ２
１ ．》 第六 条要 求 突 出矿 井 在 进行 防 突时 ， 应遵循 区域 防 突措 施 先行 ， 局部 防突 措 施 补 充 的原 则 。第 八 十 一 条 指 出 ， 石 门 揭 煤 工 作 面 的 防突 措施 包 括 预 抽 瓦斯 、 排 放 钻 孔 等 措 施 。第 八 十 七 条规 定 ： 在 有 突 出危 险 的煤 巷 掘进 工 作 面掘 进 时 ， 应 当 优先 选用 超前 钻孔 （ 包括 超前 预 抽 瓦斯 钻 孔 、 超 前排 放 钻孔 ） 防突措施。可 以看 出， 在各种局部防突措施 中， 应用最为广泛是超前排放钻孔措施 。在煤巷掘进工作 面 采用 超前 钻 孔 作 为 工作 面局 部 防 突 措 施 时 ， 应 满 足 下列要求 ＿ ｏ①超前排放 钻孔最小控制 范围为 ： 近 水平缓倾斜煤层应控制巷道两侧轮廓线外 ５ ｍ， 倾斜及 急倾斜煤层应 控制上 帮轮廓线 外 ７ ｍ、 下帮 轮廓 线外 ３ ｍ 。若煤层厚度远大 于巷道高度时 ， 则要求控制范 围 在垂直煤层方向上（ 巷道上部） 不小于 ７ ｍ， 巷道下部不 小于 ３ ｍ。②超前排放钻孔应当均匀布置 ， 若煤层 中存 在软 分层 中 ， 则钻孔 应 布置 在 软煤 层 中 ， 且 应 适 当 增加 钻孔 数 。③超 前排 放钻 孔 的个 数 及 间 距应 当根 据 钻孔 的有 效 排放半 径 确定 。 在 防突工 作 中 ， 如果 超前 排 放 钻 孔 间距 布 置 不 合 理， 极有 可 能会 产 生 防突 空 白带 ， 此时 ， 超 前 排 放 钻 孔 不 但不 能 消 除工 作 面 局 部 煤 体 突 出危 险 性 ， 还 会 给 后 面 的采 掘作 业 埋 下 了安 全 隐 患 。 因此 ， 准确 测 定 煤 层 有效排 放半 径就 显得 尤 为重要 。 ２矿 井概 况 龙腾 煤 矿 位 于 重 庆 市南 川 区 ， 开采 Ｋ １煤 层 ， 生 产 能力 为 ０ ． ０ ９ Ｍ ｔ ／ ａ ， ２ ０ １ ０年 矿 井 升级 为 煤 与 瓦 斯 突 出矿 井 。Ｋ １煤层 赋存 于 二 叠 系 上 统 龙 潭 组 （ Ｐ ２ １ ） 底部 ， 全 区可采 ， 煤层 厚度 １ ． ６ ５ ｍ 一１ ． ９ ０ ｍ， 平均厚度 １ ． ８ ０ ｍ； 原 煤 水分 （ Ｍａ ｄ ） 为０ ． ３ １～０ ． ３ ３ ％， 灰分 （ Ａ ｄ ） 为３ １ ． ５ ５— ３ ５ ． ６ ｌ ％， 挥 发分 （ Ｖ ｄ ） １ ０ ． ５ ３—１ １ ． ５ ８ ％， 属 中灰 、 中 高 硫、 中高热值 贫瘦 煤 。 井 田位于龙骨背斜 中段北西翼 ， 岩层呈单斜产出 ， 走 向近南 北 ， 矿 井 地 质 构 造 属 中等 类 型 。矿 井 采 用 斜 井 开拓 ， Ｋ １ 煤 层划 分 为三个 水平 ， 即： ＋５ ６ ０ ｍ～ ＋ ４ ０ ０ ｍ
抽采达标评判
煤矿瓦斯抽采达标规定（征求意见稿）第一章总则第一条为贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理工作体系，遏制煤矿瓦斯事故，实现煤矿瓦斯抽采达标，根据《煤矿安全监察条例》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法规，制定本规定。
第二条井工开采煤矿企业的矿井瓦斯抽采工作及其对瓦斯抽采达标工作的监督检查，适用本规定。
第三条煤矿瓦斯防治必须坚持“应抽尽抽、多措并举、抽采平衡”的原则。
煤矿瓦斯抽采应当紧密结合煤矿实际，加大技术攻关和科技创新力度，强化现场管理，采取多种可能的抽采技术和工程措施充分抽采瓦斯，实现先抽后采、抽采达标。
瓦斯抽采工作要超前规划、超前设计、超前施工，确保煤层预抽时间和瓦斯预抽效果，保持抽采达标煤量与生产准备及回采的煤量相平衡。
第四条煤矿瓦斯抽采应做到抽采系统能力足够、设施完善，抽采工程超前、“抽、掘、采”平衡，抽采计量和参数测定准确，抽采管理制度完善，抽采后的效果达到《煤矿瓦斯抽采基本指标》（以下简称《抽采指标》）和《防治煤与瓦斯突出规定》（以下简称《防突规定》）等法规和标准的要求。
第五条煤矿采掘工程和生产组织应安排在瓦斯抽采达标的煤层；对应当进行瓦斯抽采的煤层，必须先抽采瓦斯，只有在效果达到标准要求后方可安排采掘作业。
第六条应当进行瓦斯抽采的煤矿企业（以下简称煤矿企业）应设置瓦斯抽采机构，建立责任明确、制度完善、执行有力、监督严格的瓦斯抽采管理制度和各级岗位责任制。
煤矿安全监管部门和驻地煤矿安全监察机构（以下简称煤矿安全监管监察部门）应当对上述各环节工作以及矿井通风、瓦斯超限等情况进行监督监察，检查矿井瓦斯抽采相关资料是否齐全、资料与实际情况是否一致，抽采效果是否达标。
第七条煤矿企业应认真研究、积极落实关于煤矿瓦斯抽采和利用的各项优惠政策，提高瓦斯抽采和利用工作水平。
煤矿企业要根据自身实际情况编制和落实煤矿瓦斯利用规划，加强瓦斯利用基础设施建设，完善瓦斯利用机制，加大瓦斯利用工作力度，以利用促抽采，增强瓦斯抽采利用保障能力，减少向大气中排放的瓦斯量。
淮南矿业集团井巷揭煤管理规定
淮南矿业集团井巷揭煤管理规定（集政〔2009〕265号）一、井巷揭煤原则（一）从设计源头，避免在地质构造破坏带、应力集中带揭煤；避免小角度、长距离揭煤；（二）层位、构造探测不清不揭煤；瓦斯压力测量不准不揭煤；（三）区域防突措施先行、局部防突措施补充。
二、井巷揭煤基本程序及相关技术要求（一）井巷距揭煤层最小法向距离20m前。
1. 井巷距揭煤层最小法向距离20m（或石门拨门）前，依据揭煤地质说明书编制揭煤专项防突设计，并按规定报批。
2. 层间距在20m以内的煤层群，可编制联合揭煤专项防突设计；大于20m的，必须分别编制揭煤专项防突设计。
3. 突出煤层（分层开采后除外），新采区、新水平、井筒首次揭穿平均厚度0.3m以上的非突出煤层，以及平均厚度0.3m以上的非突出煤层防突指标超标的，揭煤必须编制专项防突设计，报集团公司批准。
其他揭煤设计比照本规定，由矿（矿建项目部）总工程师审批执行。
4. 地质构造复杂、岩石破碎的区域，距揭煤层最小法向距离20m之前必须布置不少于3个探测钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。
（二）井巷距揭煤层最小法向距离10m前。
1. 必须建立揭煤安全防护系统及独立的、可靠的通风系统。
2. 前探：至少施工两个穿透煤层全厚且进入底（顶）板不小于0.5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料。
所有前探孔必须测斜，并且至少有1个前探钻孔沿井巷揭煤正前方布置。
3. 测压：设计的前探钻孔可用作测压钻孔，若二者不能共用时，则测压钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。
测压钻孔不少于3个，并且至少有1个测压钻孔布置在井巷轮廓线外15m，测压钻孔与其它钻孔见煤点间距不少于5m。
近距离煤层群的，层间距小于5m或层间岩石破碎时，可测定煤层的综合瓦斯压力。
4. 预测：预测指标同时采用瓦斯压力P、瓦斯含量W及前探、测压等各类钻孔施工过程中有无喷孔、顶钻等其他异常现象。
施工前探或测压钻孔过程中，必须取煤样测定a、b常数值及△P、f值。
钻孔的有效影响半径与布孔
钻孔的有效影响半径与布孔使用超前排放（卸压）钻孔一般孔径不大于0.3m,所以其卸压影响半径一般都不很大，且小于排放瓦斯有效影响半径。
在钻孔形成的卸压范围内，由于应力降低，煤体发生膨胀变形，透气性也会增加，必然比较容易排除一部分煤体中的瓦斯。
但在没有卸压的煤体中虽然煤体透气性较小，但同样也能排除一部分煤体的瓦斯，所以钻孔瓦斯有效排放半径一般要大于卸压有效影响半径。
钻孔应力卸压有效影响半径到目前还没有可供现场实际应用的测定方法，仅从2001年淮南矿业（集团）有限责任公司和煤炭科学研究院重庆分院共同提出的“淮南矿区突出煤层消除突出危险综合治理技术研究报告”中，对卸压钻孔的卸压范围进行了理论探讨与计算，得出淮南C13煤层其塑性破坏区（卸压区）的直径为钻孔直径的3.26倍。
报告指出在钻孔周围的塑性变形区内可以消除突出，可以作为钻孔卸压的有效影响半径超前钻孔的有效影响半径都是指在钻孔排放瓦斯的作用下，再规定地时间内，能够消除钻孔周围煤与瓦斯突出的范围。
钻孔的排放有效影响半径可用打排放钻孔前、后测量出的煤层中的瓦斯压力、钻孔瓦斯涌出初速度（q）及K1等指标的变化趋势，或借助于突出时的临界指标值进行判断得出。
突出矿井一般都要进行各种直径钻孔的排放有效影响半径测定，得出符合本矿的适用数据。
而影响半径则指在排放钻孔周围能够受到的影响的范围，其数值要远远大于钻孔排放有效影响半径。
煤巷掘进防治突出措施－超前排放钻孔一、概述目前使用的超前排放钻孔孔直径多为ф42～120mm,超过ф120mm的因打钻时容易诱发突出,而较少使用,只用在特殊的扩孔方法例如水力冲孔、水力扩孔时才使用.从理论与实践过程中,人们认识到大直径的钻孔其排放瓦斯与卸压范围都要比小孔径钻孔好得多,但问题是突出的机率也要高得多,从目前所掌握的资料, ф42(包括ф42)以上的各种钻孔都发生过突出,因此在没有任何安全措施的保护下,进行打钻是有危险的.另外还要提醒一下,措施执行完以后,必须进行措施效果检验,只有措施检验有效后方能用安全措施施工.超前排放钻孔是突出矿井使用最多的防治突出措施,它不仅应用于各类煤巷、也用于石门揭穿煤层和采煤工作面.其良好的防治突出效果为人们所公认。
鹤壁六矿超前钻孔有效影响半径的实测及应用
斯带。要应用该措 施， 首先应 知道超前钻孔的有 效影响半径， 因此我们在该矿 的 ２ １ 上顺槽进行 ８４ 了直径为 ７ ５ｍｍ和 ８ ｍ 超前钻孔有效影响半 ９ ｍ
－
效影响半径之外 。 六矿超前钻孔有效影响半径 的测定结果如图
８ ・
发生煤与瓦斯突出 １ 次、 ７ 瓦斯爆炸 ４ 。突出均 次 发生在掘进工作面， 其中石门揭煤 ５ ， 次 煤巷掘进
孔 的距 离分别 为：２ Ｌ 、６ Ｌ 、 ４ ｍ 和 ３ ０ｌｒ ３０ｌｒ ４ ０ｍ ｌｎ ｌｎ ６０ｍ 释放孔径 ８ Ｌ 时）２０ ｌｎ ３０ ｌｎ ２ ｍ（ ９ ｌｎ ；７ Ｌ 、８ Ｌ 、 ｌｒ ｌｒ ｌｒ ４０ｌｒ、０ Ｏ Ｌ ． ０ｍｍ（ ｌｎ ６ 释放孔 径 ７ Ｌ ） ５ｌｒ ｌｎ时 ； （） ２ 对各检 测孔进行 封孔 ， 测定 室长 度为 ｌ
的现 场 应用情 况 。
关键词 ： 超前钻孔； 有效影响半径： 钻孔流量法 中图分类号 ： Ｄ７ ３ ３ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ｂ 径的测词． 工作。
２ 超前 钻 孔有效 影 响半 径的确 定
１ 概
况
鹤壁矿区位于华北凹陷和太行山隆起的过渡 地带 ， 太行山东麓煤 田的中部 。六矿位于该矿 区
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测定耐 问
图 ３ ９ａ ８ ｍ超前钻孔 的布孔 圉 ｒ
图 ２ ５ｒｍ超前钻孔有效影 响半径测试 ７ ａ
在巷道 中心 沿掘 进方 向打一深 １ 孔 径为 ８ ０ｍ ９ Ⅱｎ ． 的钻孔。然后在 同一高度 的中心孔两 侧， ｒ 按 等距离 孔间距 ０ ５ 等偏角差 ６各打两个钻 Ｆ ． ｍ、 。 孔 形 成 中心 第一 排孔 。然 后在第 一排 孔 的上 下 间 隔 ０ ８ｍ 各打一排 钻孔 ， ． 相邻排钻 孔仰角 差 为 ８， 偏角与相邻排 同列 钻孔相 同。各钻孔 皆应 打 到１ ０ｍ深度。 （）５ｍ ２ ｍ超前钻孔的布孔与 ８ ｎ 布孔方 ７ ９ｒ ｌ ｎ 式基本相 同， 只是间距和排距变为 ０ ４ 等偏角 ． ｍ， 差和相邻排钻孔仰角差变为 ７， 总共打 ５ 排钻孔 。 ４ 超前钻孔在鹤壁六矿的现场应用效果考察
基于“一抽两测”的钻孔有效抽采半径测定
第34卷第4期2019年 12月矿业工程研究Mineral Engineering Research Vol. 34 No.4Dec. 2019doi ：10.1358^^kL1674-5876.2019.04.009基于％—抽两测&的钻孔有效抽采半径测定温贺兴**收稿日期：2019-09-17* 通信作者$E-mail ：690899595@ （贵州省织金县工业和信息化局，贵州毕节552100）摘要:为准确测出在现行抽采工艺条件下煤层瓦斯抽采有效半径，以达到钻孔工程量最小而抽放效果最佳，在煤层 瓦斯赋存及瓦斯流动理论的基础上，使用压降法测定的原理，设计“一抽两测”的布孔方式.在条件基本一致情况下，布设各 类间距的抽采与检测钻孔,通过对检测孔的瓦斯与压力变化进行观测、综合分析来确定有效抽采半径，此布孔方式可排除 测压孔间相互的影响，同时增加浓度测定，可通过其变化对压力变化进行验证，提高可靠性.测定结果:抽采有效半径为1.25叫抽采影响半径2 m.关键词：一抽两测；有效抽采半径；瓦斯抽采中图分类号:TD712 文献标志码:A 文章编号：1672-9102（ 2019） 04-0053-04Determination of Effective Extraction Radius of Drilling Based on “ One Pump , Two Tests "Wen Hexing（Bureau of Industry and Information Technology of Zhijin County , Bijin 552100, China ）Abstract : In ordee tr accurate.y measure the effective radios of the coaO seam yas extraction undee the current extraction process conditions and achieve the minimum drilliny capacity and the best pumping effect , this papee designs the + one pump, two tests" laying hole method , based on the coai seam yas storage and yas flow 止6010 by usiny W c pressura drop metiod i determine.I W c situation that the conditions ara basicaliy the same , W c effective extraction radius is determined by observiny and synthesiziny the yas pressura chanye of the test hole. Results show that the effective radius of extraction is 1.25 m , and the influenct radins of extraction is 2 m.Keywonit : one pump two tests ; Sfective extraction radius ; yas extraction 瓦斯抽采是解决未进行保护层开采的采掘面瓦斯涌出量大、煤与瓦斯突出灾害的最主要方法[1-3],目 前采煤工作面常用顺层抽采钻孔，而进行顺层钻孔施工设计时首先要确定钻孔的有效抽采半径,其直接决 定抽放时间与抽采效果•现确定有效抽采半径的方法有:理论分析法、数值模拟法和现场实测法'4-7],而现 场实测常采用的数据是瓦斯含量、瓦斯流量、瓦斯压力、相对瓦斯压力、示踪气体'8],各类方法均被证明可 有效测定抽采半径[9]-本文在压降法的基础上提出“ 一抽两测”法（即施工一个抽采钻孔、两边各施工一个压力观测孔，避免 因施钻、封孔过程人为因素造成的钻孔压力升不上或压力差距太大的情况），在试验区域布设不等间距的 抽采孔和压力检测孔，通过对压降曲线与浓度变化曲线的分析来确定有效抽采半径[10]-利用“一抽两测”法进行了 6号煤层（75 mm 顺层钻孔抽采半径测定实验，实践证明:该方法简单、直 观、有效的测定了现有条件下6号煤层有效抽采半径-54矿业工程研究2019年第34卷1测定方案设计12 测定点概况此次测定工作在公司110605回风顺槽K0+250-K0+420 m 位置，巷道长度1 098 m ,面长180 m ,该处6# 煤为矿井首采煤层•井田地形为正地形向斜构造单元:形态像汤匙，向北东倾斜•主采6#煤层位于二迭系龙潭 组上段，煤层稳定、结构简单、平均厚度3 m ,顶板为灰至深灰色砂质岩，底板为浅灰色团块状泥岩.为低灰、中 硫、特低挥发分、发热量高的无烟煤，视密度1-6 Om 3，普氏硬度系数034.煤层瓦斯压力0.96 MPa ,瓦斯含量 12.65 m 3/t ,吸附常数a 为37.3 m 3/t ,b 为13 MPa -.透气性系数为0332 7 m 2/（MPa 2 - d ），钻孔瓦斯流量衰减 系数为 0.353 4 d'1.10测定点条件1） 该区域根据巷道掘进情况可知煤层赋存稳定,无断层、裂隙等地质构造,煤质条件稳定；2） 该区域为近水平煤层，巷道高差03 m 内；3） 该区域及两侧50 m 范围内顶底板均未有采掘活动；基于以上3点可满足测定区域瓦斯地质条件基本一致的前提，对本次测定的结果真实、可靠.10钻孔布设根据现场实际情况，共施工钻孔8组（24个孔:抽采钻孔8个、测压钻孔8个、检测浓度钻孔8个），钻 孔布设间距分别为03,1,13,2,23,3,33,4叫为避免因2组抽采孔距离低于2倍抽采影响半径而对测 定结果造成影响，所有抽采孔与临组测定钻孔间距定为12 m ,测定区域两侧20 m 范围未布置钻孔.钻孔布 置如图1,钻孔设计参数见表1.表1 “一抽两侧”钻孔设计参数钻孔类型孔径/mm孔深/m 方位/（Z 倾角/（Z 开孔高度/m 钻孔情况封孔材料测压抽采755060315（垂直巷道）+ 61+4全煤马丽散、水泥浆10钻孔封孔钻孔采用公司现行“两堵两注”封孔工艺，封孔长度20 m.施钻到位洗孔完毕后先将带筛孔的 （32PVC 管全程入至孔底,再套入4根（5 m/根）（50PVC ,先在钻孔孔口用水泥沙浆封堵4 m 、在（50PVC 管12-16 m 区域用袋装马丽散封堵，在（50PVC 管16-20 m 区域进行不带压注水泥浆（第一次），待水泥 浆凝固（24 h ）后采用带压注水泥浆（2 MPa ）对封孔中间段进行二次注浆，如图2所示.该封孔能有效将钻 孔四周的裂隙及预抽煤巷条带瓦斯的穿层钻孔进行堵住，避免因煤层裂隙及穿层钻孔影响测定结果，自本 封孔工艺实施以来单孔抽放浓度平均提高20%~25%.第4期温贺兴:基于“一抽两测”的钻孔有效抽采半径测定55图2 “两堵两注”封孔1 2施工步骤严格按照设计参数进行施钻，公司测量技术员现场进行放线、跟班，确保钻孔施工达到设计要求,保证 测定结果的可靠性、真实性，出现与设计不一致的一律用黄泥进行全程堵孔，而后在距其12 m 位置重新施 工钻孔.1） 先施工全部测定钻孔，按照“施工一孔封一孔”原则执行，严格执行“两堵两注”封孔工艺[11]-测定 孔采用DN15镀锌管，测压孔安装1.6 MPa 标准压力表、测浓度孔在管口安（12 mm 检测孔，每天进行压 力观测与浓度测定并记录-2） 在各测定孔既定距离施工抽采孔，封孔如测定孔,封孔完成后即连入抽采系统，每天进行瓦斯浓度 测定.3） 考虑布置采面与掘进速度,考虑在2个月能抽采达标，故选择连续观测50 d ,每天观测1次,根据观 测数据绘制钻孔浓度与压力变化曲线-2测定结果分析在110605回风顺槽K0+250-420 m 位置进行了 6#煤层有效抽采半径测定试验，经验收钻孔全部符合 设计要求•不同间距的8组钻孔在试验期间抽采负压控制在15 KPa ,经过为期50 d 的观测获得大量数据, 为更好分析采用图示法，得到不同抽采时间内不同距离测压钻孔的瓦斯压力、浓度变化曲线（距离大于2.5 m 压力、浓度变化不大，故而大于2.5 m 的数据未绘入图中），具体见图3和图4-9876543L o o o.o o o.o 0图3 钻孔压力随抽采时间变化曲线e d m *R 田2131114151观测时间/d°1图4 钻孔浓度值随抽采时间变化曲线据以上结果分析可知:在抽采孔钻头直径为75 mm ,抽采负压为15 KPa ,极限抽采时间20 d 情况下: 该煤层抽采有效半径为1.25 m ,抽采影响半径2 m.3结论1）以原传统压降法的测定为基础，提出“一抽两测”的布孔方式，即在每一抽采孔两侧同等间距位置56矿业工程研究2019年第34卷布设测压与测浓度钻孔，通过对数据测定来确定有效抽采半径.2)通过“一抽两测”的布孔方式，经对现场试验测定所得数据分析，该布孔方式可以有效测定抽放半径:抽采有效半径为1-25m,抽采影响半径为2m.3)与传统测压方法相比，可排除测压孔间相互的影响，同时增加浓度测定，可通过其变化对压力变化进行验证.4)测定可得比较明显的压降曲线与浓度衰减曲线，但浓度曲线滞后于压力曲线.5)通过全程下套管((32PVC管)，保证3种钻孔为有效钻孔，确保测量数据真实、测定结果可靠.参考文献：[1]王关亮.立体抽采瓦斯技术的研究与应用[J].矿业工程研究,2018,33( 1):19-22.[2]吴宽，施式亮.湖南煤矿瓦斯抽采存在问题及对策探讨'J].矿业工程研究,2018,33(3)：28-31.[3]吕贵春.可解吸瓦斯含量降低法在顺层钻孔瓦斯抽采半径考察中的应用'J].矿业安全与环保,2012,39(2):52-55.[4]朱南南，张浪，范喜生，等.基于瓦斯径向渗流方程的有效抽采半径求解方法研究[J].煤炭科学技术,2017(10)：105-110+[5]林海峰.凤凰山煤矿16号煤层瓦斯抽采半径考察'J].中国煤炭,2017(4):137-139.[6]王伟有，汪虎.基于COMSOL Multiphysics的瓦斯抽采有效半径数值模拟'J].矿业工程研究,2012,27(2)：40-43.[7]舒龙勇，霍中刚，张浪，等.煤矿井下煤层瓦斯抽采半径直接测定方法-瓦斯储量法的建立与应用[J].煤炭科学技术,2018,(8):8-15+[8]王闯，石永生，回春伟，等.基于抽采评判指标的有效抽采半径确定方法'J].煤炭工程,2016( 1):81-83.[9]孙玉峰，许卫国，龚巍峥，等.基于瓦斯流量法的瓦斯抽采半径确定方法'J].煤矿机械,2014(8):137-139.[10]王虎胜，郑吉玉.煤层预抽瓦斯钻孔有效抽采半径及合理抽采时间研究[J].煤炭技术,2012(2):137-139.[11]朱克仁3两堵一注”瓦斯封孔工艺存在的问题及解决对策'J].能源与环保,2017(1):182-185.。
11505工作面抽采达标评判报告()()
11505工作面抽采达标评判报告第一章：总则2012年根据山西省煤炭工业局综合测试中心的检验报告，正珠煤业为高突矿井，为扎实推进“通风可靠，抽采达标，监控有效，管理到位”瓦斯综合治理体系的建设，全面提升矿井瓦斯治理水平，有效防范和遏制瓦斯事故。
为保证11505工作面安全生产，科学有效治理矿井瓦斯，根据《防治煤与瓦斯突出规定》和《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求，依据11505工作面抽采达标竣工验收资料和防突办工作人员测定资料，特编制《11505工作面抽采达标评判报告》。
第二章：工作面概况一、工作面概况1、11505材料巷掘进工作面所在井田的位置、周围开采情况、所采煤层：地面位置：地面大部分为退耕还林的山地、少部分为山沟中的小块农田，东南部位于小凹村与梁峪村，地面标高+1300～+1368m。
井下位置及周围开采情况：11505工作面位于六采区中部，北侧为采空区、南侧为11507工作面（未掘）和小凹村、梁峪村保安煤柱，西部为+1012水平南轨道运输巷、+1012水平南带式输送机巷，东侧为井田边界，工作面标高+1171～+1053m。
开采煤层：11505采煤工作面开采山西组15#煤层，煤层厚度4.75～6.15m，平均煤厚5.2m，煤层倾角8°-10°，地质条件简单，容重为1.37t/m3，11505材料巷623米，11505运输巷723米，11505切眼150米。
2、顶底板情况及地质构造情况：表1-1 煤层顶底板情况地质构造情况：1505工作面上部为8#以上煤层已由原小煤窑采完，可供参考资料不多，8#煤层仅在西北部揭露一个98×75m的陷落柱（X1505）。
在掘进过程中应加强对各种地质构造的探测工作。
水文地质情况：15#煤层顶板多为粉砂、细砂岩，局部为砂质泥岩，全井田稳定连续性较好，为15#煤层直接充水含水层，与K2、K3、K4含水层有密切水力关系，对15#煤开采有较大影响。
煤矿瓦斯抽采达标规定
煤矿瓦斯抽采达标规定（征求意见稿）第一章总则第一条为贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理工作体系，遏制煤矿瓦斯事故，实现煤矿瓦斯抽采达标，根据《煤矿安全监察条例》、《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》等法规，制定本规定。
第二条井工开采煤矿企业的矿井瓦斯抽采工作及其对瓦斯抽采达标工作的监督检查，适用本规定。
第三条煤矿瓦斯防治必须坚持“应抽尽抽、多措并举、抽采平衡”的原则。
煤矿瓦斯抽采应当紧密结合煤矿实际，加大技术攻关和科技创新力度，强化现场管理，采取多种可能的抽采技术和工程措施充分抽采瓦斯，实现先抽后采、抽采达标。
瓦斯抽采工作要超前规划、超前设计、超前施工，确保煤层预抽时间和瓦斯预抽效果，保持抽采达标煤量与生产准备及回采的煤量相平衡。
第四条煤矿瓦斯抽采应做到抽采系统能力足够、设施完善，抽采工程超前、“抽、掘、采”平衡，抽采计量和参数测定准确，抽采管理制度完善，抽采后的效果达到《煤矿瓦斯抽采基本指标》（以下简称《抽采指标》）和《防治煤与瓦斯突出规定》（以下简称《防突规定》）等法规和标准的要求。
第五条煤矿采掘工程和生产组织应安排在瓦斯抽采达标的煤层；对应当进行瓦斯抽采的煤层，必须先抽采瓦斯，只有在效果达到标准要求后方可安排采掘作业。
第六条应当进行瓦斯抽采的煤矿企业（以下简称煤矿企业）应设置瓦斯抽采机构，建立责任明确、制度完善、执行有力、监督严格的瓦斯抽采管理制度和各级岗位责任制。
煤矿安全监管部门和驻地煤矿安全监察机构（以下简称煤矿安全监管监察部门）应当对上述各环节工作以及矿井通风、瓦斯超限等情况进行监督监察，检查矿井瓦斯抽采相关资料是否齐全、资料与实际情况是否一致，抽采效果是否达标。
第七条煤矿企业应认真研究、积极落实关于煤矿瓦斯抽采和利用的各项优惠政策，提高瓦斯抽采和利用工作水平。
煤矿企业要根据自身实际情况编制和落实煤矿瓦斯利用规划，加强瓦斯利用基础设施建设，完善瓦斯利用机制，加大瓦斯利用工作力度，以利用促抽采，增强瓦斯抽采利用保障能力，减少向大气中排放的瓦斯量。
煤矿瓦斯抽采效果评判细则
煤矿瓦斯抽采效果评判细则1、预抽煤层瓦斯效果的评判细则⑴预抽采钻孔有效控制范围界定①对顺层钻孔，钻孔有效控制范围按钻孔长度方向的控制边缘线、最边缘2个钻孔及钻孔开孔位置连线确定。
钻孔长度方向的控制边缘线为钻孔有效孔深点连线，相邻有效钻孔中较短孔的终孔点作为相邻钻孔有效孔深点。
②对穿层钻孔，钻孔有效控制范围取相邻有效边缘孔的见煤点之间的连线所圈定的范围。
⑵预抽采钻孔布孔均匀程度评价预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后，钻孔间距不得大于设计间距。
⑶预抽采瓦斯效果评判指标测定①预抽时间差异系数预抽时间差异系数是指预抽时间最长的钻孔抽采天数和预抽时间最短的钻孔抽采天数的差值与预抽时间最长的钻孔抽采天数之比，其数值应小于30%。
预抽时间差异系数计算方法：%100max min max ×−=T T T η 式中：η—预抽时间差异系数，%；max T —预抽时间最长的钻孔抽采天数，d；min T —预抽时间最短的钻孔抽采天数，d。
②预抽瓦斯效果指标计算将钻孔间距基本相同和预抽时间基本一致的区域划为一个评价单元。
对同一评价单元预抽瓦斯效果评价时，应首先根据抽采计量等参数计算抽采后的残余瓦斯含量或残余瓦斯压力，然后计算可解吸瓦斯量，可解吸瓦斯量必须满足表2的指标要求。
瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算方法：0CY W G QW G −=式中：CY W —煤的残余瓦斯含量，m 3/t；0W —煤的原始瓦斯含量，m 3/t；Q —评价单元钻孔抽排瓦斯总量，m 3；G —评价单元参与计算煤炭储量，t。
评价单元参与计算煤炭储量G 按下式计算：()()12122G L H H R l h h R m γ=−−+−−+式中：L —评价单元煤层走向长度，m；l —评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度，m； 1H 、2H —分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度，m。
如果无巷道则为0；1h 、2h —分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度，m。
顺层钻孔瓦斯抽采半径及布孔间距研究 吴纯浩
顺层钻孔瓦斯抽采半径及布孔间距研究吴纯浩摘要：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。
多年来，众多研究者围绕有效半径的定义、理论求解方法、现场测试技术等焦点问题，开展了大量卓有成效的研究工作，取得一系列成果。
但是，现场实践表明，理论研究成果与现场实际情况仍存在一定偏差。
本文分析了顺层钻孔瓦斯抽采半径及布孔间距关键词：顺层钻孔瓦斯；抽采半径；布孔间距；煤矿瓦斯抽采是降低矿井瓦斯涌出量、降低煤层瓦斯压力以及防止煤与瓦斯突出灾害的重要技术措施。
其中，合理布置抽采钻孔间距是保证抽采效果的重要因素：钻孔间距过大，在抽采范围内易形成抽采盲区；钻孔间距过小，会造成人力、物力的浪费。
所以，瓦斯抽采钻孔的设计应以钻孔的有效抽采半径为依据。
一、概述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。
目前，界定瓦斯有效抽采半径常用瓦斯压力和瓦斯含量两项指标，达到安全允许值的压力和含量分别为0. 74MPa 和8m3 /t，因此，抽采范围内最大压力(0.74MPa)和最大含量( 8m3 /t) 点到抽采钻孔中心的距离可确定为有效抽采半径。
瓦斯含量测试误差较大，且容易受取样孔瓦斯排放的影响，而瓦斯压力易于观察，且较为直观，因此，本文采用残余瓦斯压力( 0. 74MPa) 来标定有效抽采半径。
2.理论模型的建立。
一是钻孔抽采瓦斯渗流场控制方程。
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。
最新井巷揭煤管理规定
井巷揭煤管理规定井巷揭煤管理规定一、揭煤原则（一）尽量避开地质构造破坏带和应力集中带，避免小角度长距离揭煤。
（二）层位、构造探测不清不准揭煤，瓦斯压力测量不准不得揭煤。
（三）区域防突措施先行、局部防突措施补充。
二、基本要求（一）前探距待揭煤层最小法距10m前（地质构造复杂带20m前），至少施工2个前探钻孔，探明前方煤层赋存、构造及瓦斯情况，并至少有1个前探钻孔沿井巷掘进正前方布置。
所有前探钻孔必须测斜，并至少有2个取芯。
（二）区域预测距待揭煤层最小法距10m外实施测压（取样），进行区域预测。
1、测压（取样）预测孔不少于3个，并至少有1个测压孔布置在井巷轮廓线外15m，测压钻孔与其它钻孔见煤点间距不少于10m。
设计的前探孔可以兼作测压（取样）预测孔。
近距离煤层群的层间距小于5m或层间岩石破碎时，可测定煤层的综合瓦斯压力。
２、区域预测采用实测瓦斯压力P和瓦斯含量W，符合以下条件之一，为突出危险区：①瓦斯压力P≥0.74MPa；②瓦斯含量W≥8m3/t；③前探、预测等各类钻孔施工过程中有吸钻、顶钻、喷孔等动力现象。
（三）区域防突措施预测有突出危险，距待揭煤层最小法距7m外（构造破坏带最小法距8m 外）必须采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。
1．瓦斯压力P ＜2MPa ，钻孔的最小控制范围是揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m ），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m 。
2．瓦斯压力P ≥2 MPa 或打钻过程有动力现象的，钻孔的最小控制范围是揭煤处巷道轮廓线外15m （急倾斜煤层底部或下帮8m ），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于7m 。
严重突出危险区揭煤（瓦斯压力P ≥2MPa ），推广“闭合环形底（顶）板巷道”区域预抽法。
（四）区域措施效果检验采用直接法测定残余瓦斯压力和残余瓦斯含量对区域防突措施进行效果检验。
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钻孔的有效影响半径与布孔使用超前排放（卸压）钻孔一般孔径不大于0.3m,所以其卸压影响半径一般都不很大，且小于排放瓦斯有效影响半径。
在钻孔形成的卸压范围内，由于应力降低，煤体发生膨胀变形，透气性也会增加，必然比较容易排除一部分煤体中的瓦斯。
但在没有卸压的煤体中虽然煤体透气性较小，但同样也能排除一部分煤体的瓦斯，所以钻孔瓦斯有效排放半径一般要大于卸压有效影响半径。
钻孔应力卸压有效影响半径到目前还没有可供现场实际应用的测定方法，仅从2001年淮南矿业（集团）有限责任公司和煤炭科学研究院重庆分院共同提出的“淮南矿区突出煤层消除突出危险综合治理技术研究报告”中，对卸压钻孔的卸压范围进行了理论探讨与计算，得出淮南C13煤层其塑性破坏区（卸压区）的直径为钻孔直径的3.26倍。
报告指出在钻孔周围的塑性变形区内可以消除突出，可以作为钻孔卸压的有效影响半径超前钻孔的有效影响半径都是指在钻孔排放瓦斯的作用下，再规定地时间内，能够消除钻孔周围煤与瓦斯突出的范围。
钻孔的排放有效影响半径可用打排放钻孔前、后测量出的煤层中的瓦斯压力、钻孔瓦斯涌出初速度（q）及K1等指标的变化趋势，或借助于突出时的临界指标值进行判断得出。
突出矿井一般都要进行各种直径钻孔的排放有效影响半径测定，得出符合本矿的适用数据。
而影响半径则指在排放钻孔周围能够受到的影响的范围，其数值要远远大于钻孔排放有效影响半径。
煤巷掘进防治突出措施－超前排放钻孔一、概述目前使用的超前排放钻孔孔直径多为ф42～120mm,超过ф120mm的因打钻时容易诱发突出,而较少使用,只用在特殊的扩孔方法例如水力冲孔、水力扩孔时才使用.从理论与实践过程中,人们认识到大直径的钻孔其排放瓦斯与卸压范围都要比小孔径钻孔好得多,但问题是突出的机率也要高得多,从目前所掌握的资料, ф42(包括ф42)以上的各种钻孔都发生过突出,因此在没有任何安全措施的保护下,进行打钻是有危险的.另外还要提醒一下,措施执行完以后,必须进行措施效果检验,只有措施检验有效后方能用安全措施施工.超前排放钻孔是突出矿井使用最多的防治突出措施,它不仅应用于各类煤巷、也用于石门揭穿煤层和采煤工作面.其良好的防治突出效果为人们所公认。
但在大直径超前钻孔周围布置钻孔或扩孔时也会出现突出现象，这使人们感到十分困解，因而对超前排放钻孔的防治突出的效果提出质疑,是不是超前排放钻孔在有些突出煤层并不适用。
要想弄清楚此问题,首先要知道钻孔影响半径与有效影响半径的的关系。
超前钻孔防治煤与瓦斯突出一般认为有两种作用；一是钻孔在煤层中成孔后，靠近孔壁周围的煤体，在地应力的作用下会发生弹性恢复变形（膨胀变形），使靠近孔壁周围煤体中形成一定范围的卸压区，这就是人们通称的钻孔卸压作用。
该区的范围较小，一旦孔壁附近应力状态达到平衡稳定后，该卸压范围就不会再继续扩大，因此可以认为，应力形成的超前钻孔影响半径（卸压区范围）与时间并没有明显的关系。
二是由排放瓦斯作用所形成影响半径和有效影响半径。
钻孔的排放有效影响半径和影响半径.一般认为都随钻孔孔径的增大、随排放时间的加长而增大，看起来似乎合乎规律。
但从理论与实践都证明上述观点需要加以修正，即它们之间并不是直线关系,而是二次曲线关系。
换句话说，在某一区段内，钻孔影响半径（钻孔有效影响半径）是随钻孔直径加大或排放时间的增长呈直线关系,超出此区段则呈非直线关系，随钻孔直径增加或排放时间加长呈二次曲线关系，有效影响半径与影响半径趋向于稳定且出现的极大值。
例如：红卫煤矿对煤道周边的瓦斯压力分布进行考查(巷道可以视为一大直径排放钻孔).其测定结果如图所示.红卫煤矿巷道周围煤层瓦斯压力分布图靠近煤壁的煤层中的瓦斯压力与排放时间有关,暴露的时间越短,近煤壁的瓦斯压力就越高,随着排放(或暴露)的时间加长,其排放影响半径也逐渐加大,但不成直线关系,到一定时间就会处于平衡状态.例如图4-12-2-2中,排放了50个月后距煤壁4m处的瓦斯压力为0.4Mpa,而距煤壁的距离2m仅排放了4天，煤层瓦斯压力同样也为0.4 Mpa。
也就是说经过将近四年左右的排放,排放半径仅扩大了2m。
随着排放时间的延长，排放影响半径的扩展速度发展是非常缓慢的。
钻孔的排放半径与煤层的透气性有关。
突出煤层的透气性系数一般都很低,排放瓦困难,容易形成高的瓦斯压力梯度,引起煤与瓦斯突出。
这种观点,经现场实践也证明了这点. 红卫煤矿煤层的透气性系数约为0.004735m2/Mpa2*d.是个煤与瓦斯突出严重的矿井。
但抚顺龙凤矿煤层的透气性系数极好,透气性系数为140～151m2/Mpa2*d,要比红卫矿的透气性几乎大3万倍,其钻孔排放影响范围也要比红卫大的多,突出也鲜有发生。
但煤层的透气性与影响半径的关系也不是呈正比关系.龙凤矿煤层瓦斯压力随排放时间变化见图龙凤矿煤层瓦斯压力随排放时间变化图从图中我们不难看出钻孔的排放影响范围也是有极大值的,龙凤矿最大排放影响半径为230m,要比红卫最大排放影响半径(4m)大57.5倍.从有效影响半径来看，红卫突出时的临界压力值为0.4Mpa,其最大排放有效影响半径为4m,如龙凤矿用0.74 Mpa作为突出时的临界压力值，经过8个月的抽放，其最大抽放有效影响半径为130m,考虑到抽放的影响，估计其排放时的最大排放有效影响半径至少为65m。
龙凤矿钻孔最大瓦斯排放有效影响半径要比红卫大15倍。
由此看来，龙凤矿在工作面前方不会造成高瓦斯压力梯度，因而煤与瓦斯突出现象在该矿应该是极少或没有的。
事实上也是如此。
从上述分析,钻孔或巷道其排放半径或有效影响半径的大小与煤层的透气性有关。
一般突出煤层的透气性小于10m2/Mpa2*d,属于难以抽放的煤层.其钻孔的排放有效影响范围不是很大的。
钻孔的排放有效影响半径一般都要经过实测得出,但各突出矿井实测结果相差值并不很大, 在孔径不大于0.3m时.约为钻孔直径的4～5倍，以松藻矿务局为例,其各种直径的排放有效影响半径实测结果见表松藻煤电有限责任公司部分矿井钻孔排放有效影响半径考察结果表说明：松藻矿煤层的透气性为0.013m2/Mpa2*d. 红卫煤矿测试煤层的透气性系数为.004735m2/Mpa2*d.应该说松藻大于红卫,但差值不算太大，从上表看出，随着钻孔直径的增加,而钻孔排放有效影响半径并不呈直线比例增加.因而盲目的加大钻孔直径以增强防止突出地效果将将事与愿违,不但不能增强防治突出效果，且增加了打钻时的不安全因素.我门将上述数据进行数学处理，可以发现钻孔直径与有效影响半径不呈直线比例得关系。
假设排放有效影响范围从钻孔壁算起,并且排放影响范围有一个极限值时,可将表制成图并得出经验公式如下：松藻矿务局钻孔排放有效影响半径与钻孔直径关系采用的经验公式类型为brabr R +=1 a=2.9,b=1.66式中:r －钻孔直径,m; R －有效影响半径（从钻孔壁算起）, m;a,b 为常数,钻孔排放有效影响半径各矿的实测值相差很大，追究其原因，除煤层的透气性因素影响外，测定与操作方法不同也是主要影响因素之一。
因此各矿的钻孔排放有效影响半径应以实测为主。
现将全国部分矿井实测数据制成图全国部分矿井钻孔排放有效影响图突出事例在生产实践中有些事例也间接地表明钻孔有效影响半径不是随钻孔直径加大而增大，也不随排放时间的延长而无限扩展。
下面用松藻的两次大直径钻孔突出说明此问题。
事例一情况介绍1998年8月21日在松藻矿务局打通二矿N2702E回风立眼8#煤层打直径42mm 超前排放钻孔时，发生煤与瓦斯突出事故。
突出煤炭346t，瓦斯33530m3。
此处埋深295～525m，煤层倾角5～10度，煤层厚度0～1.4m，平均0.8m。
瓦斯压力3.25Mpa，瓦斯含量34m3/t。
该回风立眼1996年7月用天井钻机施工，直径1m，长54m。
根据生产需要，于1998年（钻孔打完两年后）决定将立眼直径刷大到2m。
8月4日开始由下向上刷大。
8月11日刷到距8#煤层底板1.5m处停止。
由于由下向上过8#突出煤层在吊盘内施工各种防突钻孔难以施工，故改为由上向下刷大。
8月20日刷到进入8#煤层时并未发生突出，但煤炭松碎，垮落严重。
8月21日夜班，在立眼周边8#煤层内打直径42mm，深4m预测孔8个，见图。
其中1#、7#、8#三个孔2m后喷孔(喷出距离为0.3-1m，此时距大直径钻孔壁2m,距钻孔中心2.5m)，测得K1值为0.74-0.76，S值5.4-6.8Kg/m。
据此判断本工作面为突出危险工作面。
8月21日早班在预测超标部位布置17个直径42mm的排放钻孔，其中13个孔为2m，4个孔为4m，中班，施工人员将深2m的钻孔加深到4m，在加深42mm钻孔过程中发生煤与瓦斯突出。
详见预测、排放孔竣工图、事故现场示意图、突出空洞见图。
预测、排放孔竣工图事故现场示意图突出孔洞图突出事故技术分析2. 技术分析从预测指标可以看出,孔深4m处(距钻孔中心位置5m)的测得K1值为0.74-0.76,( 将K1值0.74-0.76的均用灰分、水分加以校正后K1=0.9375)，煤层的坚固性系数为f ＝0.2,利用经验公式计算K1=AP min B式中：P min－煤层突出时所需的最小瓦斯压力，Mpa；A、B－系数，一般经实验室试验获得，亦可按下列公式确定：A=3.352e-2.953fB=1.1736e-0.864fF－煤的最小坚固性系数将f=0.2代入A=1.857, B=0.987将K1值0.9375的均值代入上式, ,则P为0.5226Mpa,煤层中的瓦斯压力超过了按f=0.2计算出的最小突出压力0.44 Mpa．从实测的K1指标判断,证实了在距钻孔中心2.5m处，已是煤与瓦斯突出危险的地段.即1m大直径钻孔的有效影响半径经2年的排放后不足2.5m（由钻孔中心算起）。
另外用钻孔直径与有效排放半径的经验公式计算从公式计算得出为有效影响范围Ｒ＝1.785m.距钻孔中心2.2325 m.大于此值时，就进入突出危险区。
从上述两种计算方法得出的结论是一致的,即1m的大直径排放钻孔，经长时间的排放,其有效排放半径是不大的约1.7m左右（从钻孔壁算起）,这红卫矿巷道煤层瓦斯压力分布的规律有相似之处.即排放半径在短时间内是随时间的延长而增大,时间稍长,则发展缓慢. 由以上分析,不难看出,在靠近大直径钻孔附近的高瓦斯地带,在打小直径钻孔时由于没有足够的安全屏障(不小于5m)，以及打排放钻孔未能一次到位,在加深钻孔时,对高瓦斯地区进行了人为的扰动,在没有安全屏障的保护下,而诱发出煤与瓦斯突出.事例二情况介绍2004年4月14日在石壕煤矿E1625机巷溜煤立眼采用天井钻机扩孔至43.5米，进入8#煤层2.5米时，发生煤与瓦斯突出事故。