一种随钻卸压监测方法技术

本发明专利技术属于监测技术领域，尤其涉及一种随钻卸压监测方法，包括以下步骤：步骤a、卸压钻孔前后监测点监测压力变化，用于评估钻孔卸压效果，根据卸压效果及时对钻孔方案进行调整；步骤b、钻孔过程中收集检测钻杆每前进一米产生的煤粉量，用于评估地压冲击危险程度并进行防冲预警，也用于判断单一钻孔破碎区半径，评估钻孔布置方案相邻钻孔间距的合理性；本发明专利技术能够实时监测钻孔过程冲击地压危险程度和钻孔卸压的卸压效果，通过监测钻孔过程中产生的煤粉量评估冲击地压危险程度并进行防冲预警；实时监测钻孔过程中钻杆转速，当钻杆转速较低时进行预处理防止卡钻，根据卸压效果对钻孔布置方案进行调整，保证钻孔卸压效果良好，提高卸压效率。

A pressure relief monitoring method while drilling

【技术实现步骤摘要】
一种随钻卸压监测方法
本专利技术属于监测
，尤其涉及一种随钻卸压监测方法。
技术介绍
目前，钻孔卸压是国内各冲击地压矿井局部解危的普遍方法，钻孔卸压是在煤体中施工钻孔，每一个钻孔周围形成一个比钻孔直径大得多的破碎区,当这些破碎区互相连通后,便能使岩体钻进剖面全部破裂,使煤层卸压释放能量，降低钻孔周围一定区域范围内煤岩体的应力集中程度，使煤岩体中的高应力向深部转移，改善巷道周围应力分布，降低煤岩体冲击危险性从而防治局部煤岩体冲击地压的发生。对卸压效果进行检测主要采用钻屑法，在钻孔周围高应力作用下钻出的煤粉量较平常有较大的增量变化，压力越大煤粉量越大，根据钻孔卸压前后钻屑孔煤粉量的变化评价卸压效果。钻孔卸压过程中钻孔的布置方案与钻孔直径、钻孔角度、钻孔深度会接影响卸压效果，而钻屑法需要钻多个钻屑孔进行卸压检测，工作繁重所用时间长监测结果准确性差，无法观监测卸压前后压力的变化量，缺乏时性与准确性监测效率低，当检测出卸压效果不明显时若要调整需要花费大量时间，整体卸压工作将受到影响钻孔效率与卸压效果。因此，有必要设计一种随钻卸压监测方法，以解决上述问题。
技术实现思路
基于以上现有技术的不足，本专利技术所解决的技术问题在于提供一种随钻卸压监测方法，通过监测钻孔卸压过程中钻屑量、钻头转速与监测点压力变化，对冲击地压危险程度实时评估，确保当危险程度较大时进行防冲预警；对钻头转速监测，确保当转速较低时进行调整避免卡钻；根据监测点应力变化情况判断钻孔卸压效果，若卸压效果良好继续按原钻孔方案钻下一个卸压孔；若卸压效果不明显，计算机重新模拟分析并对钻孔卸压方案进行调整，提高钻孔效率、卸压效果。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种随钻卸压监测方法，包括以下步骤：步骤a、卸压钻孔前后监测点监测压力变化，用于评估钻孔卸压效果，根据卸压效果及时对钻孔方案进行调整；步骤b、钻孔过程中收集检测钻杆每前进一米产生的煤粉量，用于评估地压冲击危险程度并进行防冲预警，也用于判断单一钻孔破碎区半径，评估钻孔布置方案相邻钻孔间距的合理性；步骤c、实时监测钻头转速，当转速低于临界值进行调整避免发生卡钻；步骤d、采用计算机数值模拟系统，根据井下巷道应力分布状态在保证巷道结构稳定下的基础上得出钻孔卸压最优布置方案。进一步地，所述步骤a中，钻孔卸压前先在预定位置钻若干个小孔，将孔压应力计放入小孔指定位置，实时监测该点应力变化状况；在大口径钻头内部安装转速检测装置，实时向外界反馈钻头转速，当钻头转速低于临界值时，采取措施进行速度调整避免卡钻；根据原钻孔方案严格按照预定钻孔位置、钻孔直径、钻孔深度以及钻孔方向进行钻孔卸压。进一步地，所述步骤b中，使用钻屑法计算出压力正常煤层的每米煤粉量作为标准煤粉量，钻孔卸压过程中监测钻杆前进每米产生的煤粉量，然后与标准煤粉量进行比较，根据实际每米的煤粉量与标准煤粉量的比值对冲击地压危险程度进行评估，当冲击地压危险程度较大时对外做出防冲预警。进一步地，所述步骤d中，钻孔完成后将钻杆从钻孔中取出，分析监测点应力变化情况，若钻孔卸压前后监测点应力有所降低与计算机数值模拟的卸压效果相近，表明钻孔卸压工作良好可继续按计划钻下一个卸压孔；若钻孔卸压前后监测点应力变化不大与计算机数值模拟的卸压效果相差很多，表明卸压效果不好需要计算机对卸压孔布置方案的合理性重新评估，并在原方案的基础上进行调整，给出原方案中未钻卸压孔新的钻孔位置、钻孔直径、钻孔深度以及钻孔方向。进一步地，所述煤粉量钻屑检测可实现对钻杆钻进每米产生的煤粉量自动收集并测量，将收集测量结果传递给计算机。进一步地，所述监测方法通过判断装置，能够根据钻孔卸压前后监测点应力变化与计算机数值模拟钻孔卸压压力变化进行对比，判断该钻孔卸压效果是否达到预期要求。由上，本专利技术提供的一种随钻卸压监测方法具有如下有益效果：(1)通过对钻孔卸压过程和结果进行监测调整，避免钻进过程中卡钻，钻孔过程中可以实时评估冲击地压危险程度并进行防冲预警。(2)根据钻孔前后监测点压力变化评估卸压效果,若钻孔前后卸压效果不明显或未达到预期效果,通过计算机分析重新对原有钻孔布置方案重新评估，得出新方案包括各钻孔的钻孔位置、钻孔直径、钻孔深度以及钻孔方向；提高实际钻孔卸压效果与卸压效率,避免卸压效果不良时继续按原钻孔布置方案钻孔卸压，或对原钻孔卸压方案调整时花费大量时间。(3)通过监测点应力变化代替钻屑法判断卸压效果，降低工作量并提高卸压监测的准确性可靠性，有效降低卸压成本提高卸压效率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。图1为本专利技术监测点与原钻孔布置方案示意图；图2为本专利技术卸压效果良好钻孔意图；图3为本专利技术卸压效果欠佳钻孔及方案调整示意图；图4为本专利技术钻孔方案调整后继续钻孔监测示意图；图5为本专利技术中钻孔方案调整流程图；图6为本专利技术中随钻监测控制程序框图。图中：1-卸压监测点、2-原钻孔布置方案中未钻孔、3-卸压效果良好的已钻孔、4-卸压效果不好的已钻孔、5-调整后的未钻孔、L-钻孔间距、L-单一钻孔区破碎半径、危险等级A-冲击地压极易发生、危险等级B-冲击地压易发生。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本专利技术的原理，本专利技术的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。一种随钻卸压监测方法，包括以下步骤：步骤a、卸压钻孔前后监测点监测压力变化，用于评估钻孔卸压效果，根据卸压效果及时对钻孔方案进行调整；步骤b、钻孔过程中收集检测钻杆每前进一米产生的煤粉量，用于评估地压冲击危险程度并进行防冲预警，也用于判断单一钻孔破碎区半径，评估钻孔布置方案相邻钻孔间距的合理性；步骤c、实时监测钻头转速，当转速低于临界值进行调整避免发生卡钻；步骤d、采用计算机数值模拟系统，根据井下巷道应力分布状态在保证巷道结构稳定下的基础上得出钻孔卸压最优布置方案。具体的，所述步骤a中，钻孔卸压前先在预定位置钻若干个小孔，将孔压应力计放入小孔指定位置，实时监测该点应力变化状况；在大口径钻头内部安装转速检测装置，实时向外界反馈钻头转速，当钻头转速低于临界值时，采取措施进行速度调整避免卡钻；根据原钻孔方案严格按照预定钻孔位置、钻孔直径、钻孔深度以及钻孔方向进行钻孔卸压。具体的，所述步骤b中，使用钻屑法计算出压力正常煤层的每米煤粉量作为标准煤粉量，钻孔卸压过程中监测钻杆前进每米产生的煤粉量，然后与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随钻卸压监测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤a、卸压钻孔前后监测点监测压力变化，用于评估钻孔卸压效果，根据卸压效果及时对钻孔方案进行调整；/n步骤b、钻孔过程中收集检测钻杆每前进一米产生的煤粉量，用于评估地压冲击危险程度并进行防冲预警，也用于判断单一钻孔破碎区半径，评估钻孔布置方案相邻钻孔间距的合理性；/n步骤c、实时监测钻头转速，当转速低于临界值进行调整避免发生卡钻；/n步骤d、采用计算机数值模拟系统，根据井下巷道应力分布状态在保证巷道结构稳定下的基础上得出钻孔卸压最优布置方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种随钻卸压监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、卸压钻孔前后监测点监测压力变化，用于评估钻孔卸压效果，根据卸压效果及时对钻孔方案进行调整；
步骤b、钻孔过程中收集检测钻杆每前进一米产生的煤粉量，用于评估地压冲击危险程度并进行防冲预警，也用于判断单一钻孔破碎区半径，评估钻孔布置方案相邻钻孔间距的合理性；
步骤c、实时监测钻头转速，当转速低于临界值进行调整避免发生卡钻；
步骤d、采用计算机数值模拟系统，根据井下巷道应力分布状态在保证巷道结构稳定下的基础上得出钻孔卸压最优布置方案。


2.如权利要求1所述的一种随钻卸压监测方法，其特征在于，所述步骤a中，钻孔卸压前先在预定位置钻若干个小孔，将孔压应力计放入小孔指定位置，实时监测该点应力变化状况；在大口径钻头内部安装转速检测装置，实时向外界反馈钻头转速，当钻头转速低于临界值时，采取措施进行速度调整避免卡钻；根据原钻孔方案严格按照预定钻孔位置、钻孔直径、钻孔深度以及钻孔方向进行钻孔卸压。


3.如权利要求1所述的一种随钻卸压监测方法，其特征在于，所述步骤b中，使用钻屑法计算出压力正常煤层的每米煤粉量作为标准煤粉量，钻孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：田莹，刘伟，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37