超前钻孔有效排放半径的测定方法

超前钻孔有效排放半径的测定方法

1超前钻孔的防突机理

在沿煤层打的钻孔周围出现塑性带，在塑性带内煤层应力和瓦斯含量严重下降。在钻孔周围形成的非弹性变形带具有应力减小的特征（图1）。由于在钻孔周围煤体应力减小，煤层透气性增加，煤层瓦斯自然排放，导致其突出危险性消除。在钻孔周围，由于卸压和排放突出危险性消除的煤层区段长度，称为钻孔有效作用半径。塑性带之后为煤层弹性变形带。

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超前钻孔措施参数有：钻孔直径d、深度L、钻孔有效作用半径（卸压和排放作用半径）R、钻孔最小超前距

L、钻孔之间的距离a。

min

根据我国《防治煤与瓦斯突出细则》第70条，超前钻孔直径应根据煤层赋

存条件和突出情况确定，一般为75~120mm，地质条件变化剧烈地带也可以采用

直径42mm的钻孔。若超前钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备

和制定专门的施工安全措施。钻孔深度没有限制，但在打新一茬钻孔时最小超前

距应不小于5m，而钻孔之间的距离不应超过2R。

3 超前钻孔有效排放半径的测定方法

目前常用的钻孔有效排放半径的测定方法有三种：①瓦斯压力降低法；②钻

孔瓦斯流量法；③工作面点预测预报法。本次测定采用钻孔瓦斯流量法。

钻孔瓦斯流量法测定步骤如下：

（1）沿工作面软分层打4个相互平行的测量钻孔，孔径42mm，孔长7m，测量钻孔的布置方式如图2所示；

图2 钻孔布置图

1、2、3、4——测量钻孔；5——排放钻孔

（2）每个测量钻孔打钻结束后，立即封孔，测量室长度为1m。聚氨脂封孔长度应不小于1m。封孔后立即测量瓦斯涌出速度，以后每隔5min测量一次瓦斯涌出速度，每一测量钻孔测定次数不得少于5次；

（3）最后所打测量钻孔的瓦斯涌出速度测量不小于5次后，按图2所示位置施工1个与测量钻孔平行的超前钻孔，其直径75mm，深度8m。在打超前钻孔过程中，继续测定所有测量钻孔的瓦斯涌出速度，其间隔不大于5min，并记录此时所打超前钻孔的深度；

（4）超前钻孔打完后，每隔5min测定各测量钻孔的瓦斯涌出速度；

（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）当距所打钻孔最远的测量钻孔，与其瓦斯涌出速度升高前的最后值相比，3次测量均增大10％以上时，取所打钻孔与该测量钻孔间的距离作为有效作用半径值。

4 数据记录

数据记录如表1所示。

5 仪表、设备、材料清单

本次测定所需仪表、设备、材料清单如表2所示。

表2 钻孔流量法测定有效排放半径所需仪表、设备、材料清单

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