瓦斯排放鉆有效排放半徑的考察.doc

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1、5瓦斯排放鉆孔有效排放半徑的考察目前，煤巷掘進(jìn)工作面防治煤與瓦斯突出措施有：大直徑鉆孔、超前鉆孔、松動(dòng)爆破、前探支架、水力沖孔等措施。其中以超前鉆孔防突措施工藝最簡(jiǎn)單，對(duì)工人無(wú)特殊技術(shù)要求，工人易于接受，且無(wú)需專(zhuān)用設(shè)備，成本低。因此，這種防突措施在現(xiàn)場(chǎng)得到了廣泛采用。十三礦嚴(yán)格執(zhí)行“四位一體”防突措施，采用φ89mm的超前排放鉆孔，超前鉆孔有效排放半徑待確定。5.1現(xiàn)行測(cè)定瓦斯排放鉆孔有效排放半徑方法目前，超前瓦斯排放鉆孔有效排放半徑的常用測(cè)定方法有：①瓦斯壓力降低法；②鉆孔瓦斯流量法；③鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法。5.1

2、.1鉆孔瓦斯壓力降低法和流量法鉆孔瓦斯壓力法和測(cè)量鉆孔瓦斯涌出量法鉆孔布置見(jiàn)圖5-1。其測(cè)定步驟如下：（1）沿工作面軟分層打3~5個(gè)相互平行的測(cè)量孔，孔徑42mm，孔長(zhǎng)5~7m，間距0.3~0.5m；（2）對(duì)各測(cè)量孔進(jìn)行封孔，封孔長(zhǎng)度不得小于2m；（3）鉆孔密封后，立即測(cè)量鉆孔瓦斯壓力或瓦斯涌出量；（4）在距最近的測(cè)量孔邊緣0.5m處，打一平行于測(cè)量孔的排放瓦斯鉆孔，觀(guān)察排放鉆孔到達(dá)測(cè)壓或測(cè)涌出量位置后，煤體中瓦斯壓力的變化，或各測(cè)量孔中的瓦斯涌出量變化，以確定排放鉆孔的有效排放半徑。圖5-1壓力降低法和流量法測(cè)定有效排放

3、半徑的鉆孔布置圖由上述測(cè)定步驟知，鉆孔瓦斯壓力法和測(cè)量鉆孔瓦斯涌出量法工程量大，工藝復(fù)雜繁瑣，存在下列缺點(diǎn)：（1）在軟分層中打3~5個(gè)孔徑為42mm的測(cè)量孔，在打鉆過(guò)程中，軟分層中的瓦斯就會(huì)得到一定的排放（測(cè)量孔也有排放作用），破壞了煤層原始條件。再在測(cè)量孔旁邊0.5m處打排放孔，實(shí)際上是在測(cè)量孔排放瓦斯后，測(cè)定排放孔的有效排放半徑，由此測(cè)出的結(jié)果與實(shí)際情況偏差較大。（2）在軟分層中封孔困難，采用膠囊封孔器封孔，因膠囊長(zhǎng)度短，鉆孔周?chē)秹喝Φ牧芽p和裂隙會(huì)漏出一部分瓦斯，因而測(cè)出的瓦斯涌出量不準(zhǔn)。測(cè)定瓦斯壓力對(duì)封孔要求更高，

4、在煤層中（特別是在軟分層中）測(cè)定瓦斯壓力非常困難。（3）測(cè)定時(shí)所需設(shè)備和人員多，3~5個(gè)測(cè)量孔都需同時(shí)測(cè)量觀(guān)察，整個(gè)測(cè)定過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，測(cè)定費(fèi)用高。5.1.2鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法在沒(méi)有執(zhí)行過(guò)防突措施的有突出危險(xiǎn)的采掘工作面，在軟分層中先打一個(gè)預(yù)測(cè)孔，測(cè)量每米鉆孔的鉆屑量和鉆屑瓦斯解吸特征K1值。鉆孔長(zhǎng)8~10m，孔徑42mm。預(yù)測(cè)結(jié)束后，在此孔內(nèi)擴(kuò)孔，將其擴(kuò)至待考察排放孔的直徑。打完排放孔后，讓其排放一段時(shí)間，一般為2h（根據(jù)鉆孔有效排放時(shí)間為2h），使排放孔周?chē)咚沟玫脚欧?。到達(dá)時(shí)間后，在該孔附近的軟分層中

5、打一個(gè)與排放孔成一定角度的測(cè)試孔，測(cè)量其每米鉆孔的鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸特征K1值。將同一深度的兩個(gè)鉆孔（預(yù)測(cè)孔與測(cè)試孔）測(cè)到的數(shù)據(jù)及兩點(diǎn)之間的間距進(jìn)行分析，得出有效排放半徑。其鉆孔布置圖如圖5-2。圖5-2鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法的鉆孔布置圖1-預(yù)測(cè)孔；2-測(cè)試孔；3-排放瓦斯孔5.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定由于十三礦13031機(jī)巷煤體暴露時(shí)間較長(zhǎng)，鉆孔瓦斯涌出初速度幾乎測(cè)不出來(lái)，鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法簡(jiǎn)便易行，準(zhǔn)確可靠，易于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，故只能采用此法測(cè)定排放鉆孔的有效排放半徑。其測(cè)定過(guò)程如下：（1）在13031機(jī)巷650m處煤層中先

6、打一個(gè)考察孔（1#孔），測(cè)量每米的鉆屑量S與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1，鉆孔深10.5m，鉆孔直徑為42mm。（2）測(cè)試結(jié)束后，將鉆孔擴(kuò)大到排放鉆孔的設(shè)計(jì)直徑89mm進(jìn)行擴(kuò)孔排放。（3）按施工要求，確定排放時(shí)間1.5h。當(dāng)?shù)竭_(dá)時(shí)間后，在該鉆孔附近的軟分層中打一與此孔成7o的測(cè)試孔（2#孔），孔口間距0.3m，測(cè)定其每米的鉆屑量S與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1。（4）將2個(gè)鉆孔同一深度范圍內(nèi)所測(cè)到的數(shù)據(jù)和兩點(diǎn)的間距進(jìn)行分析，當(dāng)其小于臨界指標(biāo)值時(shí)，相應(yīng)兩點(diǎn)的最大間距確定為排放鉆孔的有效排放半徑。鉆孔布置參數(shù)設(shè)如下：（1）鉆孔參數(shù)。超前鉆孔：

7、深10.5m，直徑89mm；測(cè)試鉆孔：深10.5m，直徑42mm。（2）鉆孔布置參數(shù)。在設(shè)計(jì)鉆孔孔口之間的距離為0.3m，鉆孔夾角為7o。（3）測(cè)試指標(biāo)。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》規(guī)定，采用每米鉆孔的鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)考察排放鉆孔的有效排放半徑。5.3數(shù)據(jù)分析有效排放半徑的判斷準(zhǔn)則為：將2個(gè)鉆孔同一深度處所測(cè)定的指標(biāo)進(jìn)行比較，如果自某一深度處開(kāi)始向鉆孔深處，2#孔各點(diǎn)所測(cè)定的指標(biāo)均小于1#孔同一深度的指標(biāo)時(shí)，該深度對(duì)應(yīng)的鉆孔之間的距離就稱(chēng)為超前鉆孔有效排放半徑。根據(jù)2008年8月4日在平煤十三礦13031機(jī)巷650

8、m處測(cè)定的數(shù)據(jù)建立表格如表5-1。表5-1φ89mm排放鉆孔有效排放半徑測(cè)定表孔深(m)影響半徑(m)鉆屑解吸指標(biāo)K1(mL/g·min1/2)鉆屑量(kg·m-1)排放(1#)與排放前比較(2#)排放(1#)與排放前比較(2#)前后絕對(duì)相對(duì)/%前后絕對(duì)相對(duì)/%20.2460.010.021.20.40