抽采半径测定实施方案介绍

纳雍县恒旺煤矿
抽采半径测定实施方案

纳雍县恒旺煤矿
2016年5月8日
纳雍县恒旺煤矿抽采半径测定实施方案
1、抽采半径测定试验区基本情况
我矿28号煤层已经快要回采结束，现计划在13101运输巷对31号、
13209运输巷对32号煤层抽采半径进行测定。31号煤层厚度平均为0.8
米，32号煤层厚度平均为1.5米，中间含有2层夹矸，最上面一层煤的
厚度平均在0.9米左右。选择在煤层赋存稳定，且未采取抽放等任何区
域性措施的位置布置测点测定瓦斯预抽放半径。具体由通风科安排人员
在现场确定。
2、测定方法简介
目前应用于钻孔瓦斯抽采半径测试的方法主要有钻孔瓦斯参数测试
法和计算机模拟法以及二者相结合的方法；在有效性指标的确定上，钻
孔实测法的指标主要有以下三种：压力、含量、相对压力。计算机模拟
法主要应用的指标有瓦斯含量指标和瓦斯压力指标。
以钻孔瓦斯压力实测法计算抽采半径的方法有如下三种：
（1）以压力作为指标

图1 测试钻孔布置示意图
用压力指标来测定钻孔有效抽采半径的方法：
此种办法主要针对突出危险性指标施行。首先在煤层施工一排测压
孔，如上图所示，2、3、4……n均为测压孔，d2、d3……dn为相邻测压
孔之间的距离；然后在测压孔安装入压力表，当压力稳定后在2号孔一
侧（如图1）施工抽采钻孔，编为1号孔，并联网抽采。当到达一定时
间后观察压力孔的瓦斯压力，如果n号测压孔以及n号测压孔之前的测
压孔压力均小于0.74MPa，而n号孔之后的测压孔的压力大于0.74MPa，
则钻孔的有效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d(n-1)。
（2）以含量作为指标
用含量指标来测定钻孔的有效半径的方法：钻孔施工及封孔测压与
（1）相同，所不同之处为钻孔施工过程中需取钻孔煤样，测得其吸附常
数结合压力数据计算得到该测压孔一定压力下对应的瓦斯含量，X2、X3、
X4……Xn。如果n号孔以及它之前测压孔的瓦斯含量降幅均大于或等于
30%，而n号孔之后的测压孔的瓦斯含量降幅均小于30%，则钻孔的有
效抽采半径d=d1+d2+d3+……+d(n-1)。
（3）以相对压力作为指标
《煤矿安全规程》明确规定：预抽煤层瓦斯后，必须对预抽瓦斯防
治突出效果进行检验，其检验的指标之一为“煤层瓦斯预抽率大于30%”，
即经抽采后的煤层瓦斯含量较抽采前降幅达30%以上。在工程误差允许
范围内，瓦斯压力P和瓦斯含量X存在着抛物线关系，
我们首先提出用抛物线方程来近似取代煤层瓦斯含量曲线，即：
pX
式中 X――煤层瓦斯含量，m3/t；

――煤层瓦斯含量系数，m
3/（m3·MPa0.5
）；

p
――煤层瓦斯压力，MPa。

据此式推断，煤层瓦斯预抽率达到30%，计算所得残余瓦斯压力为
原始瓦斯压力值的49%，瓦斯压力降幅需达到51%。
相对压力指标法的测定方法：钻孔施工及封孔测压与（1）相同，当
抽采一定的时间后，观察每个测压孔的瓦斯压力，P2、P3、P4……Pn，如
果n号孔以及它之前的每个测压孔的瓦斯压力下降量都大于或等于
51%，而n号孔之后的测压孔都小于51%，则钻孔的有效抽采半径
d=d1+d2+d3+……+d(n-1)。
3、测定方案设计
（1）由于我矿不是突出矿井，煤层瓦斯压力较低，故本次抽采半径
的测定采用相对压力测试法进行，即：在13101运输巷及13209运输巷
工作面运输顺槽上帮或者下帮煤层中部，垂直于巷道中线顺煤层倾斜方
向施工7个直径为75mm，深度为25m（考虑窜孔不能打得太深）的钻
孔，其钻孔布置平面如图2所示。通过观测6个3组（抽放半径分别是
1.5米、3.0米、4.0米）钻孔瓦斯压力随时间变化曲线来计算煤层抽采半
径。取压力均小于初始压力51%以上的两个相同的距离作为最终抽采半
径。
（2）编号为“1”的钻孔埋管封孔后使用导流管和软胶管连接瓦斯
抽放支管进行瓦斯抽放，然后采用负压表测定负压，负压抽取器抽取瓦
斯后配合光学瓦斯检定器测定瓦斯浓度（CJZ70型瓦斯综合参数测定仪
读数不精确，不采用）.
（3）编号为2-7号钻孔施工完毕后埋管封孔，并分别在每个测压钻
孔所埋钢管上连接压力表（正压表），且在每个测压钻孔压力表外部安装
一个闸阀，如果煤层瓦斯没有压力或者压力过小，无法观察时，采用注
入压缩空气的办法观察压力衰减情况。注入压缩空气的压力调节在
0.07-0.09MP之间，注入完毕后，把闸阀手柄拆下，避免被人为搬动闸阀
造成读数不准确。
（4）待其2-7号钻孔压力表指针稳定5小时以上无变化后，将6个
压力表指针所指读数作为初始读数，然后每天相同时间读一次数和检测
一次抽放钻孔瓦斯参数，并将所有读数和检测参数填入附表中；抽放数
天后，压力与上一天的相差小于0.005MP后，且有两个以上钻孔的压力
下降量都大于或等于51%后，读取和检测最后一次数据，结束测定。
如果测量数天后，压力没有变化，可能是钻孔间距过大，就应该重
新设计钻孔间距，另外布置钻孔进行测定，直到效果明显、真实、有效
为准。
（5）通过相邻钻孔瓦斯压力考察法准确测定煤层抽采半径的前提是
瓦斯压力考察钻孔的密封一致性要求较高，据此，本次试验封孔深度统
一为8米，用玛丽散封孔，每个孔用5袋玛丽散均匀封孔。
（6）在抽放规定的时间内，能测出瓦斯压力降低到容许限值的那个
测压钻孔距瓦斯抽放钻孔的最近垂直距离就是瓦斯抽放有效半径。
1.5m1m8m25m2345671运输巷1m1.5m
方位角为186°，
倾角为13°

1.5m
1.5m

图2、测定钻孔布置局部放大图
4、测定步骤：

（1）根据测定方案设计，在13101运输巷10米处及13209运输巷
500米处分别按照186度的方位角、13度左右的倾角(根据煤层实际倾角
现场调整)施工7个钻孔，钻孔的长度均为25米，瓦斯压力考察孔间的
距离分别距离中间的抽放孔1.5米、3.0米、4.0米（如图2所示）。均在
各钻孔深度为0m-8m的位置进行密封，位于中间的1号孔联网抽放，2-7
号孔安装压力表便于观察压力是否衰减，确定抽采半径。
（2）数据考察周期暂定为5天，记录全部考察孔每天的瓦斯压力变
化数据于附表1中,抽采钻孔参数记录于附表2中。
（3）钻孔方位必须按照设计放线，在巷道中顶板上画平行线，开孔
点间距与终孔点间距一致，钻孔之间平行布置。压力表测量范围为
0-0.1Mpa，正压表。
（4）先施工抽放孔，后施工观测孔。钻孔施工完成后立即封孔。
（5）必须待各观测孔压力稳定后方能进行抽放钻孔连管抽放。抽放
保持24小时不间断抽放。并记录接抽之后抽放孔瓦斯抽采钻孔的负压、
浓度等参数及观测孔压力情况。抽放孔的负压调节在13-18Kpa之间。
附表1：
运输巷（ 号煤层抽采半径测定）2-7号钻孔瓦斯压力记录表
（单位：KPa）

2016年 月
孔号 压 力 记录人 时 间 压 力 记录人 时 间 压 力 记录人 时 间 压 力 记录人 时 间
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附表2：
运输巷（ 号煤层抽采半径测定）1号抽采钻孔参数记录表
2016年 月
时间 负压（KPa） 浓度（%） 流量（m3/h） 记录人 备 注
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