申请/专利权人：中煤科工集团重庆研究院有限公司

申请日：2023-12-07

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117738726A

主分类号：E21F7/00

分类号：E21F7/00;E21F17/18;E21B7/00;E21B7/04

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明涉及一种煤层瓦斯井下抽采有效半径考察方法，属于煤矿井下煤层瓦斯抽采技术领域。本方案在明确钻孔孔径及瓦斯排放带宽度后，平行施工措施钻孔，沿每组措施钻孔呈扇形施工测试钻孔，测试并计算不同抽采时间下，不同径向距离下，煤层原始瓦斯含量与煤层残余瓦斯含量的差值，而后计算抽采单元抽采达标时煤层瓦斯含量最小降低值，通过作图法获得得瓦斯抽采有效半径。本技术方案直接基于抽采前后井下大量实测煤层瓦斯含量确定抽采半径，避免了通过瓦斯压力测定抽采半径存在的诸多问题。

主权项：1.一种煤层瓦斯井下抽采有效半径考察方法，其特征在于，包括以下步骤：S1确定钻采钻孔孔径D及抽采半径考察所在煤层巷道瓦斯排放带宽度H；S2施工措施钻孔并测定原始瓦斯含量：选取煤层未受任何抽采影响的区域，在煤层巷道垂直巷道壁平行煤层层面施工n组孔径为D的措施钻孔，每组措施钻孔进入煤层深度为H+h1开始取样测试，随后每隔h1取样测试一次煤层原始瓦斯含量并依次编号做好记录，瓦斯含量测定采用井下煤层瓦斯含量直接测定法，每个措施钻孔施工完毕后立即进行抽采管路连接，同时利用孔口安装的阀门进行封堵，待所有措施钻孔均测试完毕后同时打开所有措施钻孔阀门开始抽采，并记录开始抽采时间T；S3施工测试钻孔并测定煤层残余瓦斯含量：抽采时间为T+t时在第1组措施钻孔一侧间距h处平行煤层层面施工一个与巷道壁垂向夹角为α的测试钻孔，抽采时间T+2t时在第1组措施钻孔的另外一侧间距h处平行煤层层面施工一个夹角为α的测试钻孔，抽采时间为T+2n-1t时在第n组措施钻孔一侧间距h处平行煤层层面施工一个与巷道壁垂向夹角为α的测试钻孔，抽采时间T+2nt时在第n组措施钻孔的另外一侧间距h处平行煤层层面施工一个夹角为α的测试钻孔；每条测试钻孔在施工过程中，距离煤层巷道壁垂直距离为H+h1时开始取样测试煤层残余瓦斯含量，此时煤层残余瓦斯含量1号取样测试点距离措施钻孔煤层原始瓦斯含量1号取样测试点的径向距离为r1，距离煤层巷道壁垂直距离为H+2*h1时为2号煤层残余瓦斯含量取样测试点，此时残余瓦斯含量2号取样测试点距离措施钻孔煤层原始瓦斯含量2号取样测试点的径向距离为r2；距离煤层巷道壁垂直距离为H+n*h1时为n号煤层残余瓦斯含量取样测试点，此时残余瓦斯含量n号取样测试点距离措施钻孔煤层原始瓦斯含量n号取样测试点的径向距离为rn；S4瓦斯抽采影响范围分析，列表计算分析不同抽采时间下，不同径向距离下，煤层原始瓦斯含量与煤层残余瓦斯含量的差值ΔW；S5确定瓦斯抽采达标煤层残余瓦斯含量临界值，基于矿井采掘工作面实际生产条件计算煤层抽采单元抽采达标时煤层残余瓦斯含量最大值，随后依据煤层原始瓦斯含量减去抽采达标时煤层残余瓦斯含量最大值，可得抽采单元抽采达标时煤层瓦斯含量最小降低值ΔWmin；S6确定瓦斯抽采有效半径：抽采单元抽采达标时煤层瓦斯含量最小降低值为ΔWmin时，瓦斯含量差值ΔWmin等值线与径向距离、瓦斯抽采时间及瓦斯含量差值ΔW关系曲线存在三个交点，分别为a、b、c，对应径向距离ra、rb、rc，由此可知当抽采单元抽采达标时，所需最短抽采时间为2t，对应的有效抽采半径为ra，当抽采时间增加为3t时，对应的有效抽采半径增加为rb，当抽采时间增加为4t时，对应的有效抽采半径增加为rc。

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权利要求：

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