平煤股份一矿煤层超前钻孔有效排放半径测定

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超前钻孔有效排放半径的测定方法

超前钻孔有效排放半径的测定方法1超前钻孔的防突机理在沿煤层打的钻孔周围出现塑性带，在塑性带内煤层应力和瓦斯含量严重下降。

在钻孔周围形成的非弹性变形带具有应力减小的特征（图1）。

由于在钻孔周围煤体应力减小，煤层透气性增加，煤层瓦斯自然排放，导致其突出危险性消除。

在钻孔周围，由于卸压和排放突出危险性消除的煤层区段长度，称为钻孔有效作用半径。

塑性带之后为煤层弹性变形带。

2超前钻孔措施参数有：钻孔直径d、深度L、钻孔有效作用半径（卸压和排放作用半径）R、钻孔最小超前距L、钻孔之间的距离a。

min根据我国《防治煤与瓦斯突出细则》第70条，超前钻孔直径应根据煤层赋存条件和突出情况确定，一般为75~120mm，地质条件变化剧烈地带也可以采用直径42mm的钻孔。

若超前钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施。

钻孔深度没有限制，但在打新一茬钻孔时最小超前距应不小于5m，而钻孔之间的距离不应超过2R。

3 超前钻孔有效排放半径的测定方法目前常用的钻孔有效排放半径的测定方法有三种：①瓦斯压力降低法；②钻孔瓦斯流量法；③工作面点预测预报法。

本次测定采用钻孔瓦斯流量法。

钻孔瓦斯流量法测定步骤如下：（1）沿工作面软分层打4个相互平行的测量钻孔，孔径42mm，孔长7m，测量钻孔的布置方式如图2所示；图2 钻孔布置图1、2、3、4——测量钻孔；5——排放钻孔（2）每个测量钻孔打钻结束后，立即封孔，测量室长度为1m。

聚氨脂封孔长度应不小于1m。

封孔后立即测量瓦斯涌出速度，以后每隔5min测量一次瓦斯涌出速度，每一测量钻孔测定次数不得少于5次；（3）最后所打测量钻孔的瓦斯涌出速度测量不小于5次后，按图2所示位置施工1个与测量钻孔平行的超前钻孔，其直径75mm，深度8m。

在打超前钻孔过程中，继续测定所有测量钻孔的瓦斯涌出速度，其间隔不大于5min，并记录此时所打超前钻孔的深度；（4）超前钻孔打完后，每隔5min测定各测量钻孔的瓦斯涌出速度；（5）打完超前钻孔后测定2h；（6）绘制出各测量孔的瓦斯涌出量变化图；（7）当距所打钻孔最远的测量钻孔，与其瓦斯涌出速度升高前的最后值相比，3次测量均增大10％以上时，取所打钻孔与该测量钻孔间的距离作为有效作用半径值。

超前钻孔有效排放半径的测定技术应用

引言
表２超前钻孔有效排放半径测定记录表
钻孔编号２＃３＃４＃５＃距考察孔距离（ｍ）０．４０．７Ｄ．９ｌ＿１时间（ｍｉｎ）流量 ‘ ｌ（Ｌ／ｎｔｉｎ）
０２．２３Ｌ９ｌｎｌ０７２．４９
科技创新
２０１３年第１期Ｉ科技创新与应用
超前钻孔有效排放半径的测定技术应用
闵瑞
（冀中能源邯矿集团聚隆矿业公司，河北邯郸０５６３０１）摘要：施工超前瓦斯排放钻孔是消除煤层突出危险的有效途径，而有效排放半径是指导超前钻孔设计的依据。运用瓦斯流量法测定超前钻孔有效排放半径，为防治煤与瓦斯突出，优化超前钻孔布置，提供了科学依据。关键词：瓦斯突出；超前钻孔；有效排放半径
１２０１３０
１４０
ｌ５０ｌ印１７０１８０
２．１２１．９９）＿０７２．２５考察孔１．７６１．８７ｒ】＿１４２．３０施工后
１．８５１．６５：【９７２．０８
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５ｔｔ ຫໍສະໝຸດ 前平均流量１．８垦
１．９２
９８
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具体测定步骤为：首先确定１＃考察孔位置，用ｄＰ４２ｍｍ钻头开孔，孔深ｌｍ。然后依次施工２＃、３＃、４＃、５＃测量孔，孔径＠４２ｍｍ，孔

超前钻孔有效排放半径的测定及布置优化

超前钻孔有效排放半径的测定及布置优化作者：邵广印来源：《科技资讯》 2014年第24期邵广印(淮南矿业集团谢桥煤矿综采一队安徽淮南 236232)摘要:淮南矿区谢桥煤矿1232(3)煤层具有突出危险,两巷掘进时采用顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔等方式进行瓦斯抽采,抽采钻孔的大量布置影响着巷道掘进速度。

本文在结合工程条件,对超前钻孔有效排放半径进行测定,在此基础上提出了钻孔布置的优化方案。

关键词:瓦斯突出超前钻孔有效排放半径布置优化中图分类号:TD713 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)08(c)-0085-01谢桥矿1232(3)工作面为西二与西一西采区联合开采的13-1煤三阶段,主采煤层为突出危险煤层,具有高瓦斯和高冲击矿压倾向性。

因此,在工作面顺槽掘进过程中,采取有效的防突措施是至关重要的,也是十分必要的。

实验及现场实践表明,煤层瓦斯预抽在强制性区域防突方面可取得良好的效果,在淮南矿区已作为防突的关键措施得到广泛采用。

由于淮南矿区煤层普遍具有低渗透性,因此采用了顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔等多种抽采方式确保瓦斯的抽采效果。

然而,布置大量的抽采钻孔虽保障了矿井的安全生产,却也降低了采区的准备速度,制约着工作面的接替。

因此,如何在保证抽采效果的同时,降低钻孔的布置数量,进而实现巷道的快速掘进显得尤为重要。

对于超前钻孔来说,有效排放半径是指其在径向上能够消除突出危险的最大范围。

有效排放半径作为防突措施的重要参数,指导着超前钻孔的布置方式。

因此,准确的测定超前钻孔的有效排放半径,可指导超前钻孔布置方式的优化,不仅能够确保防突效果,同时能够加快突出煤层巷道的掘进速度。

1 工程概况谢桥矿1232(3)工作面回风顺槽煤层底板标高为-463.6～-524.4 m,运输顺槽煤层底板标高为-521.0～-555.3 m。

西起F5断层(矿井边界),东至F6断层。

工作面北边1222(3)W、1222(3),东边1231(3)工作面已回采完毕。

平煤一矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的研究

李
晓（９５）男，１７一，副总工程师，程师，工硕士研究生，６０１４７１
河南省平顶山市。
１０１
李晓：平煤一矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的研究８９ｍｍ，孔深２５ｍ。在钻孔的过程中，钻进５ｍ，每记录孔长、间和各测量钻孔瓦斯流量和瓦斯浓度时
考察各个测量孔在无抽放钻孔影响条件下的瓦斯流量、瓦斯浓度。（）一个平行于测量孑的抽放钻孔，径４打Ｌ孔
方法有压降法、计算机模拟法、气体示踪法和瓦斯流量法等。平煤一矿主要采用瓦斯流量法测定丁煤
层的钻孔抽放瓦斯有效半径，即首先在突出煤壁打
１抽放半径测定原理及方法
在预抽煤层瓦斯时，煤层瓦斯压力和钻孔底在
３测定步骤
在抽放孔周围测试瓦斯含量，以瓦斯含量降低３％作为指标，０对测试结果进行验证，具体测定步骤如下。（）１沿煤壁打３个相互平行的测量钻孔，Ｌ孑径
一
流量；待该流量稳定后在其平行测量孑间施工一个Ｌ预抽钻孔，使其与各测量孔有不同的距离，定期观测
各测量孔瓦斯流量随预抽时间的变化；据预抽瓦根
５０ｍ（一５０ｍ）下区域为突出危险区。因７含７以
斯有效性指标确定有效抽放半径与预抽时间的关系，最终根据符合指标测量孔与预抽钻孔的距离确定钻孔有效抽放半径Ｊ。
斯流量法测定瓦斯抽放半径的测定步骤，对其他煤矿瓦斯抽放钻孔有效抽放半径的测定具有一定的参考价值。

低瓦斯低透气性煤层超前钻孔有效排放半径的测定

出量为２２４５ ’ ｒｎ０２年１．４～．８ｍ／ｉ。２０ａ２月在主、副
８ｍ，深孔达１最０ｍ。根据预测结果，孔瓦斯涌钻
出初速度ｑ值和钻屑瓦斯解吸指标 △ 几乎测不出
来，屑量Ｓ值也没有超标现象，钻测试过程中也未出现喷孔、钻等动力现象。夹
根据统计结果，进工作面瓦斯涌出量的平均掘值为０１０６ｍｎ回采工作面瓦斯涌出量的．８～．７ｍ／ｉ；
收稿日期：０６— ３— ６２０００
（）试结束后，钻孔扩大到排放钻孔的设２测将
（）没有执行过防突措施的有突出危险的采１在
掘工作面，其软分层中先打一个考察孔（）在１孔，测量每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标、钻孔瓦斯
涌出初速度，钻孔深８～１钻孔直径为４ｍ。０ｍ，２ｍ
摘要：据自庙煤矿二。层为低瓦斯低透气性的实际情况，用钻屑量法测定了二．层０７ｍ超前钻根煤采煤５ｍ孔的有效排放半径，超前钻孔的设计布置提供了科学依据。为关键词：瓦斯；透气性；放半径；屑量低低排钻中图分类号：Ｄ１．Ｔ７２６文献标识码：Ｂ文章编号：０３— ５６２０）４— ０６— ２１０００（０６００８０

突出预测指标△h2测定超前钻孔有效影响半径

施之一＿。在采取超前钻孔排放瓦斯防治突出时，若钻孔１Ｊ布置过疏，会留下未有效排放瓦斯的空白带，影响防突效果；钻孔过密，则会增加不必要的工作量。因此，为了合
面平均采高１３ｍ，煤层平均瓦斯含量１．５ｔ．６９３ｍ／。由于石
面，煤层平均厚度为１３ｍ，煤层倾角为１。一２。工作．７７３，
超前钻孔排放瓦斯是我国试验和应用最早的一种工作面局部防突措施，其不仅适用于回采工作面及煤巷掘进工作面，也适用于石门揭煤，同时还具有防治突出效果有效、施工方便等优点，成为目前我国最常采用的工作面防突措
半径。
屑瓦斯解吸指标 △ 或等Ｊ。钻孔瓦斯压力降低法和钻
孑瓦斯流量法工程量大，工艺复杂，费时长，需要设备和Ｌ
人员多，而且在煤层中封孔难道大，测定失败率高、误差
大Ｊ突出预测指标法是通过排放钻孔周围煤层的突出预。
测指标值的情况，确定钻孔的有效排放半径。与钻孔瓦斯压力降低法、瓦斯流量法相比，操作简单、易行，而且精确度高。使用突出预测指标法测定钻孔的有效影响半径，常用的方法是在排放孔施工前后分别测定一次突出预测指标，通过对比相同深度的煤体的指标变化情况来确定。对于煤层结构稳定、无地质构造影响的地点，除暴露的煤壁处很小范围，其它区域煤体瓦斯赋存情况变化不大，排放孔施工后直接测定距钻孔不同位置处煤体的突出预测指标值也可以反映超前钻孔的有效影响半径。基于此，论文提出了

超前钻孔参数及钻孔布置技术的应用

超前钻孔参数及钻孔布置技术的应用一、应用区概况平煤（集团）公司八矿已15-14081采面位于矿井西冀已四采区首采工作面，风巷按已15煤顶板施工，总工程量1353m,，巷道方位301°。

该采面上覆戊9～10煤层，间距：160m，已开采；下覆16～17煤层，间距6m，尚未开采。

已15煤层为突出煤层。

已15-14081风巷煤层走向120°，倾向30°，倾角24°～346°，煤层顶板为沙质岩，底版为泥岩或沙质泥无大的断层出现。

煤厚3.2～3.5m左右，夹矸厚度较小，上下分层为Ⅰ～Ⅱ类结构煤，煤的坚固性系数在0.3左右；中部为软分层。

煤层结构破坏类型为Ⅲ～Ⅳ类，坚固性系数在0.3以下。

软分层厚度变化较大,一般有2m左右,在局部构造破坏区域达3m以上。

该巷道标高-375m,垂深477m,瓦斯含量15.7m3/t。

2台2.8KW局部通风机，工作面风量在420m3/min，瓦斯浓度在0.5%左右。

实验前，该风巷于1996年4月3日发生了最大一次袭击，突出煤量4781，瓦斯涌出量40217m3。

掘进工作面主要采用超前钻孔排放瓦斯的防突技术措施，一般情况下打两排直径89mm、深10m的排放钻孔，每排5个孔.采用20KW岩石电钻施工，该电钻的额定功率为20KW，主轴转速为348r/min。

由于推进速度漫和无专门处理卡钻办法，打一个循环钻孔需要三个班的时间，掘进速度很慢，有时月进尺仅10m 左右。

二、现场应用超前钻孔措施是向工作面方向打一定数量和深度的钻孔，使在钻孔控制范围煤体的瓦斯得到释放，应力得到缓解，从前达到消除危险的目的。

因此，超前钻孔主要参数有钻孔直径、钻孔深度和钻孔控制范围。

已15煤层软分层的主要特点是媒质酥松，易垮，在破坏时扩容量大且扩容迅速，易卡钻，钻孔穿过应力异常区时更是如此，但已15-14081风巷瓦斯压力不大，喷孔现象不很严重。

因此，综合考虑钻孔排放瓦斯有效范围和钻孔时不发生严重喷孔等因素，超前钻孔直径为98mm，同时，八矿10年来防治突出实践经验表明，该直径是合适的。

排放钻孔有效半径的简易确定方法

第2期东北煤炭技术N o .21996年4月 Coal Technol ogy of N ortheast China A p r .1996排放钻孔有效半径的简易确定方法淮南矿业学院　卢　平摘　要　建立了排放钻孔周围煤体瓦斯流动的数学模型,探讨其数值解,并在此基础上分析了钻孔瓦斯涌出规律,提出了根据钻孔瓦斯流量测定简易确定钻孔有效排放半径的方法。

关键词　突出危险煤层　排放钻孔　有效排放半径Abstract T he paper introduces the dis po sal p rocess of s pontaneous com busti on of the re 2m a m ed coal in the goaf of coal face 23040in Gaozhuang coal m ine of p ing ding shan M ine Bu 2reau ,and then analyses the key techn ique ,s pecific m easures ,and its effect of p reven ting s ponta 2neous com busti on of re m ained coal in the goaf of the m ine .Keywords goaf ,coal s pon taneous com busti on ,air leakage ,igniti on s ource 在煤与瓦斯突出矿井中,防止煤与瓦斯突出的局部措施目前仍以排放钻孔为主。

确定钻孔的有效排放半径对正确设计排放钻孔方法、数目具有重要的现实意义,目前现场排放钻孔有效半径确定方法主要有两种:压力法和流量法。

压力法需要在煤层中打测压钻孔,周期长、工程量大且成功率低。

流量法(《防突细则》介绍使用的方法)是在工作面软分层内不同间距打几个流量测量孔(直径42mm ),并测定这些钻孔瓦斯涌出量随时间的变化规律。

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根据《防治煤与瓦斯突出规定》，防治煤与瓦斯
突出措施要坚持 “ 区域防突措施先行，局部防突措
体发生塑性变形，地应力和瓦斯压力都较其原始值大大降低，因此，卸压带是阻带内煤体受采动影响，地应力比原始值高，煤层透气性大大降低，使得煤体内瓦斯不易排出，因此，
ＬｉＢｉｌｉｎ
（Ｎｏ．１ＣｏａｌＭｉｎｅ，ＰｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎＴｉａｎａｎＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ４６７０００，Ｃｈｉｎａ）
１Ｖ６ｃｏａｌｓｅａｍａｎｄＶ８ｃｏａｌｓｅａｍ，ａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓ
便、适用性强、防突效果好等优点。确定合理的煤层
超前钻孔有效排放半径，对保证超前钻孔的瓦斯排
放效果以及节约防突成本至关重要。通过对平煤一
ＥｆｆｅｃｔｉｖｅＥｍｉｓｓｉｏｎＲａｄｉｕｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＡｄｖａｎｃｉｎｇＤｒｉｌｌｉｎｇＢｏｒｅｈｏｌｅｓｉｎＣｏａｌＳｅａｍｏｆＮｏ．１ＣｏａｌＭｉｎｅｉｎＰｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎＴｉａｎａｎＣｏａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．
导致了较高的瓦斯压力梯度与瓦斯压力值，是引发突出的源头。超前钻孑Ｌ的作用是通过向工作面前方
施补充 ” 的原则 ” 。超前钻孑Ｌ作为一种煤巷掘进工
作面局部防突技术措施，目前在国内外已得到广泛应用，且在各种局部防突措施中使用频率最高。大量应用实践表明，超前钻孔具有工艺简单、操作方
２０１３年第４期
中州煤炭
总第２０８期
平煤股份一矿煤层超前钻孑Ｌ有效排放半径测定
李碧林
（平煤股份一矿，河南平顶山４６７０００）
摘要：介绍了超前排放钻孔的防突原理及基于钻孔瓦斯流量法测定排放半径的方案和测定步骤。对平煤一
矿丁、戊煤层直径为８９ｍｕｌ的排放钻孔的测定结果与生产实际相符，证明了该方法的可行性，防突措施效
果较好。
关键词：超前钻孔；排放半径；瓦斯流量；局部防突措施中图分类号：ＴＤ７１３．３文献标志码：Ａ文章编号：１００３— ０５０６（２０１３）０４— ００８５— ０２
ｐｒｏｖｅｄｔｏｂｅｗｅｌｌ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｏｕｔｂｕｒｓｔｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｇｏｏｄ，ｔｏｏ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｄｖａｎｃｉｎｇｄｒｉｌｌｉｎｇｂｏｒｅｈｏｌｅｓ；ｅｍｉｓｓｉｏｎｒａｄｉｕｓ；ｇａｓｌｏｆｗ；ｌｏｃａｌｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｏｕｔｂｕｒｓｔｍｅａｓｕｒｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｏｕｔｂｕｒｓｔｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆａｄｖａｎｃｉｎｇｅｍｉｓｓｉｏｎｂｏｒｅｈｏｌｅｓｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｅ — ｍｉｓｓｉｏｎｒａｄｉｕｓｂａｓｅｄｏｎｇａｓｆｌｏｗｗｅｒｅａｌｓｏｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｅｍｉｓｓｉｏｎｂｏｒｅｈｏｌｅｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｏｂｅ８９ｍｍｉｎ