钻孔有效抽采半径的测定方法

摘要

一种基于径向稳定流场的钻孔有效抽采半径测定方法，首先施工一个垂直于煤层的钻孔，测得煤层原始瓦斯压力。然后按照由近到远的顺序依次在其四周施工四个垂直于煤层的抽采钻孔，施工完成后立即并网抽采。同时通过测压钻孔外的压力表开关向钻孔中充入SF₆气体，并保证钻孔中瓦斯压力为煤层原始瓦斯压力，创造径向稳定流场的测定条件。记录抽采观测孔与充气孔在不同间距条件下观测到SF₆的时间，确定不同瓦斯流场扩展范围及所对应的时间。并根据流场内的瓦斯压力分布规律和最大容许瓦斯压力确定了不同时间下的有效抽采半径，进而得到了煤层的钻孔有效抽采半径与预抽时间的关系。为抽采钻孔的设计提供了依据，提高了煤层瓦斯抽采效果。

主权项

一种基于径向稳定流场的钻孔有效抽采半径测定方法，其特征在于包括如下步骤：(1)从煤层底板巷道施工一个垂直于煤层的测压钻孔(1)，直至穿透煤层，钻孔孔径为75mm；(2)向钻孔内安装的瓦斯管(8)，封孔，并测定煤层瓦斯压力，关闭压力表开关(6)，通过瓦斯压力表(9)读取煤层原始瓦斯压力；(3)在测压钻孔(1)周围距离其不同位置施工四个瓦斯抽采钻孔(2、3、4、5)，按照距离测压钻孔(1)位置由近到远的顺序依次施工四个瓦斯抽采钻孔(2、3、4、5),孔深、孔径与测压钻孔1同；(4)施工完成四个瓦斯抽采钻孔(2、3、4、5)后，封孔，并连接瓦斯抽采管网进行抽采，同时通过压力表开关(6)上的注气口(7)向测压钻孔(1)中注入SF₆气体，压力保持为煤层原始瓦斯压力，记录此时间T₀作为测定的开始时间；(5)通过观测口检测进入四个瓦斯抽采钻孔(2、3、4、5)中的SF₆气体的时间，将检测到SF₆气体的时间T₁、T₂、T₃、T₄，分别用它们减去时间T₀，得到四个抽采孔检测到SF₆气体的间隔时间ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃、ΔT₄，即为各抽采钻孔周边瓦斯流场扩展到测压钻孔1所经历的时间；(6)根据抽采瓦斯预达目标得到抽采后煤层的最大容许瓦斯压力P；(7)根据流场内瓦斯压力分布规律得到流场半径分别由小到大时最大容许瓦斯压力P距离四个瓦斯抽采钻孔(2、3、4、5)的距离r₁、r₂、r₃、r₄，即得到不同预抽时间ΔT₁、ΔT₂、ΔT₃、ΔT₄下的有效抽采半径R；(8)通过计算拟合，得到钻孔有效抽采半径R与抽采时间的关系式:R＝f(T)，即可计算出任一预抽时间下钻孔的有效抽采半径。