基于鉆孔瓦斯壓力測試的有效抽采半徑研究

程國志

（重慶天弘礦業(yè)有限責(zé)任公司鹽井一礦，重慶 400000）

基于鉆孔瓦斯壓力測試的有效抽采半徑研究

程國志

（重慶天弘礦業(yè)有限責(zé)任公司鹽井一礦，重慶 400000）

為了有效地對瓦斯進(jìn)行抽采，確保煤礦的安全生產(chǎn)，以某煤礦1231工作面為例，采用鉆孔瓦斯壓力測試的方法，依據(jù)瓦斯有效抽采半徑測定原理，研究瓦斯抽采壓力變化及瓦斯壓降率變化。研究得出：在對瓦斯進(jìn)行抽采時，距離瓦斯抽放孔越遠(yuǎn)，瓦斯壓力降低幅度越慢，下降幅度越低；隨著測試孔與預(yù)抽孔之間距離的增大，鉆孔瓦斯壓降率逐漸減小；本煤層瓦斯抽采半徑為1m。

瓦斯壓力；有效抽采半徑；測試孔；預(yù)抽孔；瓦斯壓降率

1 瓦斯有效抽采半徑測定技術(shù)原理

瓦斯在抽采的過程中，出現(xiàn)啟動壓力現(xiàn)象，當(dāng)瓦斯壓力與抽采負(fù)壓之間的壓差大于啟動壓力時，打破了壓力的平衡，游離態(tài)的瓦斯不斷補(bǔ)充，從而對瓦斯進(jìn)行抽采，隨著瓦斯的逐漸抽采，達(dá)到一種新的動態(tài)平衡［1-3］。

鉆孔抽采瓦斯的影響范圍是從鉆孔邊緣至煤體瓦斯壓力梯度為0處，可以把該影響范圍近似看作圓形區(qū)域。

為了對瓦斯抽采半徑進(jìn)行判斷，利用式（1）對瓦斯壓降率進(jìn)行計(jì)算［4-10］：

式（1）中，Δη為瓦斯壓降率；Pb為預(yù)抽后的瓦斯壓力；Pa為預(yù)抽后的瓦斯壓力。

根據(jù)瓦斯抽采半徑的判別準(zhǔn)則得出：當(dāng)連續(xù)3次Δη＜10%時，鉆孔位于有效抽放半徑內(nèi)，其中，最遠(yuǎn)有效鉆孔就是瓦斯抽采的有效半徑。

2 瓦斯有效抽采半徑測定

2.1 抽采瓦斯鉆孔布置

以某礦1231工作面為例，瓦斯抽采測試孔與預(yù)抽孔布置如圖1所示，抽采瓦斯鉆孔參數(shù)見表1。

圖1 瓦斯抽采測試孔與預(yù)抽孔布置

表1 抽采外鉆孔參數(shù)

表2 瓦斯抽采壓力變化

2.2 測試結(jié)構(gòu)

經(jīng)過一段時間的瓦斯抽采，瓦斯抽采壓力變化見表2，瓦斯抽采壓力變化曲線見圖2，瓦斯壓降率變化曲線如圖3所示。

圖2 瓦斯抽采壓力變化曲線

圖3 瓦斯壓降率變化曲線

由圖2和圖3可知，在預(yù)抽前，瓦斯各個鉆孔的瓦斯壓力分別為0.56、0.57、0.58MPa，經(jīng)過為期16d的抽放瓦斯，各抽放孔瓦斯壓力變化分別為0.46、0.51、0.52MPa，瓦斯壓降率最終分別為17.8%、8.8%和5.3%，距離瓦斯抽放孔越遠(yuǎn)，瓦斯降壓越慢，下降幅度越小。

根據(jù)判別公式可知，隨著測試孔與預(yù)抽孔之間距離的增大，鉆孔瓦斯壓降率逐漸減小，只有1#鉆孔，在瓦斯抽放第9d時，瓦斯壓力降低為0.49MPa，壓降率為12.5%，大于10%，而其他鉆孔瓦斯壓降率均小于10%，仍然在有效抽采半徑內(nèi)。由此可知，1#鉆孔為最遠(yuǎn)的有效抽采半徑，因此本煤層瓦斯抽采半徑為1m。

3 結(jié)論

通過本文的研究可知：在瓦斯進(jìn)行抽采時，距離瓦斯抽放孔越遠(yuǎn)，瓦斯壓力降低幅度越慢，下降幅度越低；隨著測試孔與預(yù)抽孔之間距離的增大，鉆孔瓦斯壓降率逐漸減??；本煤層瓦斯抽采半徑為1m。

［1］ 姬光喜.礦井瓦斯抽采［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2011.

［2］ 王茂林.井下瓦斯抽采實(shí)用技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2015.

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［4］ 張玉瑩.鉆孔瓦斯抽采有效半徑的數(shù)值模擬研究［D］.焦作：河南理工大學(xué)，2015.

［5］ 戴思航.低滲透煤層鉆孔瓦斯抽采過程研究［D］.焦作：河南理工大學(xué)，2015.

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［7］ 王兆豐，周少華，李志強(qiáng).瓦斯抽采鉆孔有效抽采半徑的數(shù)值計(jì)算方法［J］.煤炭工程，2011（6）：82-84.

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Study on Effective Mining Radius Based on Drilling Gas Pressure Test

Cheng Guozhi
（Yanjing No.1 Coal Mine,Chongqing Tianhong Coal Mining Co.,Ltd.,Chongqing 400000）

In order to effectively mine the gas and ensure the safe production of coal mines,taking the coal mine 1231 face as an example,the method of drilling gas pressure test was used to study the change of gas extraction pressure.The results show that the farther away from the gas drainage hole,the lower the decrease of the gas pressure and the lower the decrease rate,the lower the distance between the test hole and the pre-pumping hole.And the pressure drop of the borehole gas is gradually reduced,and the radius of the coal seam is 1m.

gas pressure；effective extraction radius；test hole；pre-pumping hole；gas drop rate

TD712

A

1003-5168（2017）11-0050-03

2017-10-01

程國志（1970-），男，大專，工程師，研究方向：煤礦機(jī)電管理。