突出煤层抽采钻孔成孔工艺方案设计方法

摘要

本发明涉及一种突出煤层抽采钻孔成孔工艺方案设计方法。建立煤层地质条件的变化与所需最优钻杆类型之间的逻辑关系；建立煤层施工钻孔参数与所需钻机动力参数之间的逻辑关系；建立煤层地质条件、钻孔倾角、煤层水分与所需排渣动力之间的逻辑关系；建立煤层厚度、煤层透气性系数、钻孔直径与钻孔布置方案之间的逻辑关系。将四种逻辑关系，建立数据库，编制软件，通过计算机软件平台，输入相应的煤层地质条件和钻孔设计参数，实现突出煤层抽采钻孔成孔工艺方案自动化设计。突出煤层抽采钻孔成孔工艺方案设计方法使工程人员能够根据煤层地质条件变化、钻孔参数设计的变化方便实现钻杆选型、钻机选型、排渣动力和煤层钻孔布置设计，矿方通过采用科学的设计方案，有利于实现突出煤层的安全、高效钻进。

主权项

突出煤层抽采钻孔成孔工艺方案设计方法包括以下步骤：(1)根据突出煤层地质条件的变化选择最优化钻杆，突出煤层地质条件包括突出煤层坚固性系数f、突出煤层绝对瓦斯涌出量q₁、突出煤层相对瓦斯涌出量q₂、煤体瓦斯压力p、煤层埋深h₁和煤层厚度h₂，每一种钻杆依据突出煤层地质条件，采用计算机软件优化钻杆的结构参数，形成不同突出煤层条件下与之相匹配的最佳钻杆，按上述方法，建立突出煤层地质条件的变化与所需最优钻杆类型的逻辑关系，将上述结果编制数据库；(2)根据突出煤层施工钻孔参数选择最佳匹配钻机，钻机动力的选择主要取决于施工钻孔参数，其中主要包括钻孔直径d、钻孔设计深度L，每一组钻孔参数，通过计算钻孔直径、钻进深度与钻机动力的数学关系，得到与钻孔参数匹配的最佳钻机动力参数，即，每一组钻孔参数对应一组钻机动力参数，其中钻机动力参数包括钻机旋转扭矩N，钻机给机力F₁，钻机起拔力F₂，按上述方法，建立突出煤层施工钻孔参数与所需钻机动力参数之间的逻辑关系，将上述结果编制数据库；(3)突出煤层地质条件、钻孔倾角、突出煤层水分决定着排渣动力方式及参数的选择，排渣动力包括机械排渣、水力排渣和风力排渣，其中水力排渣和风力排渣包括水压和风压两个重要参数的确定；通过优化计算突出煤层地质条件、钻孔倾角、突出煤层水分的变化，确定每一种情况下，排渣动力的选择，得出突出煤层地质条件、钻孔倾角、突出煤层水分与排渣动力相对应的逻辑关系，将上述结果编制数据库；(4)突出煤层厚度决定着钻孔布置的排数和沿厚度方向上的位置，突出煤层透气性系数和钻孔直径决定着钻孔之间的间距，通过优化计算突出煤层厚度、突出煤层透气性系数、钻孔直径的变化，确定每一种情况下，钻孔的布置方式，得出突出煤层厚度、突出煤层透气性系数、钻孔直径与钻孔的布置方式相对应的逻辑关系，并将上述结果编制数据库；(5)将上述四种逻辑关系，建立数据库，并编制软件平台；(6)根据矿方所要施工地点的具体情况，通过上述软件平台，输入相应的突出煤层地质条件和钻孔设计参数，实现突出煤层钻进方案的自动化设计。