一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统，包括：参数获取模块，用于获取待研究煤层的地质参数；模型构建模块，用于构建瓦斯抽采钻孔预测模型；模型预测模块，用于将地质参数数据输入瓦斯抽采钻孔预测模型，根据评判指标对钻孔运行状态进行预测评判；失效评判模块，用于根据评判结果进行钻孔失效类型划分，获得各钻孔的失效类型结果；失效修复模块，用于根据各钻孔的失效类型进行钻孔修复，保证瓦斯钻孔抽采的实时运行。本发明专利技术设计合理，能够在改善瓦斯抽采效果，降低施工成本的前提下保障煤层瓦斯抽采达标，实现煤层瓦斯精准抽采，为现场抽采钻孔布置提供了理论依据和技术指导。指导。指导。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统


[0001]本专利技术属于煤层瓦斯抽采领域，特别是涉及一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统。

技术介绍

[0002]我国大部分矿区瓦斯含量较高，瓦斯灾害防控压力大，制约矿井安全生产。钻孔抽采煤层瓦斯技术是降低瓦斯含量，预防瓦斯事故，实现煤炭安全开采的根本措施。其中，钻孔抽采煤层瓦斯技术在矿井瓦斯治理方面应用效果显著。针对煤层瓦斯赋存的区域性特点，关键是精准确定钻孔布置参数，实现煤层瓦斯抽采达标，这对防治矿井瓦斯灾害具有重要意义。
[0003]采用钻孔抽采煤层瓦斯时，受煤层各项参数的影响，抽采钻孔容易失效导致钻孔变形或者坍塌，而钻孔能否使用直接影响煤层瓦斯抽采效果，这关乎抽采区域能否在设定时间内抽采达标，同时还影响钻孔施工量。因此，现如今缺少一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统来对抽采钻孔进行有效性评价，易造成钻孔施工量偏多，施工成本提高，抽采不达标等问题，无法实现煤层瓦斯精准抽采。

技术实现思路

[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统，包括：
[0005]参数获取模块，用于获取待研究煤层的地质参数；
[0006]模型构建模块，用于构建瓦斯抽采钻孔预测模型；
[0007]模型预测模块，分别与所述参数获取模块、模型构建模块连接，用于将地质参数数据输入所述瓦斯抽采钻孔预测模型，根据评判指标对钻孔运行状态进行预测评判，获得评判结果；
[0008]失效评判模块，与所述模型预测模块连接，用于根据所述评判结果进行钻孔失效类型划分，获得各钻孔的失效类型结果；
[0009]失效修复模块，与所述失效评判模块连接，用于根据各钻孔的失效类型进行钻孔修复，保证瓦斯钻孔抽采的实时运行。
[0010]优选地，所述参数获取模块包括数据采集单元、数据存储单元；
[0011]所述数据采集单元用于采集待研究煤层的煤层瓦斯参数、煤岩层环境条件、抽采钻孔参数；
[0012]所述数据存储单元，与所述数据采集单元连接，用于存储所述数据采集单元采集的参数数据。
[0013]优选地，所述煤层瓦斯参数至少包括煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力、
[0014]所述煤岩层环境条件至少包括抽采负压、巷道围岩应力分布、煤层的垂直地应力、采动应力分布、松软煤岩坚固性、煤岩层含水情况、煤层渗透率、煤层密度、煤层孔隙率、煤
渣积聚；
[0015]所述抽采钻孔参数至少包括钻孔瓦斯抽采浓度、瓦斯抽采混合流量、钻孔直径、钻孔深度、钻孔间距、开孔位置、钻孔方位、钻孔倾角。
[0016]优选地，所述评判指标包括钻孔有效控制范围指标、钻孔布孔均匀程度评判指标、瓦斯抽采效果评判指标、瓦斯抽采效果达标评判指标。
[0017]优选地，所述失效评判模块包括：
[0018]失效评判位置输入单元，用于输入需要失效评判的矿井和区域的位置信息，或者选择原来已经进行过失效评判的矿井和区域的位置信息；
[0019]失效评判结果输出单元，用于获得评判结果，并将所述评判结果分类为失效评判结果、达标评判结果后保存、输出。
[0020]优选地，所述失效评判模块还包括通过评判指标判断失效结果的基础条件失效评判单元、钻孔布置失效评判单元、预抽效果指标失效评判单元、实测效果指标失效评判单元、监测指标失效评判单元；
[0021]所述基础条件失效评判单元的判断指标包括是否建立瓦斯抽采系统且瓦斯抽采系统正常运行连续、是否制定瓦斯抽采规划和年度计划；
[0022]所述钻孔布置失效评判单元的判断指标包括抽采钻孔的有效控制范围界定是否达到有效控制范围要求、钻孔均匀程度、预抽时间差异系数是否满足小于40％；
[0023]所述预抽效果指标失效评判单元的判断指标包括残余瓦斯含量、残余瓦斯压力、可解析瓦斯含量；
[0024]所述实测效果指标失效评判单元的判断指标包括残余瓦斯含量、残余瓦斯压力、可解析瓦斯含量和实测过程中有无喷孔、顶钻等动力现象；
[0025]所述监测指标失效评判单元的判断指标包括工作面瓦斯抽采率、采掘工作面风速、回风巷中瓦斯浓度、矿井瓦斯抽采率。
[0026]优选地，所述钻孔的失效类型至少包括煤层渗透率降低失效、钻孔塌堵孔失效、钻孔积水堵塞失效、钻孔封孔失效、钻孔串孔失效、钻孔封孔密封失效。
[0027]优选地，所述钻孔塌堵孔失效包括钻孔煤渣积聚堵孔失效、钻孔孔壁变形垮塌堵孔失效、软岩水化膨胀堵孔失效；
[0028]所述钻孔积水堵塞失效包括下向钻孔积水堵塞失效和近水平钻孔、定向长钻孔、分支类钻孔的局部低洼处积水堵塞失效；
[0029]所述钻孔封孔密封失效包括抽采管破损漏气失效、封孔段密封不严失效、封孔深度不足失效。
[0030]本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本专利技术设计合理，能够在改善瓦斯抽采效果，降低施工成本的前提下保障煤层瓦斯抽采达标，实现煤层瓦斯精准抽采，为现场抽采钻孔布置提供了理论依据和技术指导。
[0032]本专利技术为有针对性的开展失效钻孔修复等技术措施提供依据，有效提高抽采钻孔利用效率和精细化管理技术水平，保证煤矿瓦斯抽采效果和矿井抽掘采顺利衔接。
[0033]本专利技术通过瓦斯抽采钻孔失效评价系统对钻孔进行实时监测和评价，能够准确得知钻孔能否失效，耗费人力物力少，对实现矿井瓦斯可视化，动态化，智能化具有重要意义。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本专利技术实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0038]如图1所示，本专利技术提供了一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统,包括：
[0039]参数获取模块，用于获取待研究煤层的地质参数；
[0040]进一步地优化方案，参数获取模块包括数据采集单元、数据存储单元；
[0041]数据采集单元用于采集待研究煤层的煤层瓦斯参数、煤岩层环境条件、抽采钻孔参数；
[0042]煤层瓦斯参数至少包括煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力、
[0043]煤岩层环境条件至少包括抽采负压、巷道围岩应力分布、煤层的垂直地应力、采动应力分布、松软煤岩坚固性、煤岩层含水情况、煤层渗透率、煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统，其特征在于，包括：参数获取模块，用于获取待研究煤层的地质参数；模型构建模块，用于构建瓦斯抽采钻孔预测模型；模型预测模块，分别与所述参数获取模块、模型构建模块连接，用于将地质参数数据输入所述瓦斯抽采钻孔预测模型，根据评判指标对钻孔运行状态进行预测评判，获得评判结果；失效评判模块，与所述模型预测模块连接，用于根据所述评判结果进行钻孔失效类型划分，获得各钻孔的失效类型结果；失效修复模块，与所述失效评判模块连接，用于根据各钻孔的失效类型进行钻孔修复，保证瓦斯钻孔抽采的实时运行。2.根据权利要求1所述的煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统，其特征在于，所述参数获取模块包括数据采集单元、数据存储单元；所述数据采集单元用于采集待研究煤层的煤层瓦斯参数、煤岩层环境条件、抽采钻孔参数；所述数据存储单元，与所述数据采集单元连接，用于存储所述数据采集单元采集的参数数据。3.根据权利要求2所述的煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统，其特征在于，所述煤层瓦斯参数至少包括煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力、所述煤岩层环境条件至少包括抽采负压、巷道围岩应力分布、煤层的垂直地应力、采动应力分布、松软煤岩坚固性、煤岩层含水情况、煤层渗透率、煤层密度、煤层孔隙率、煤渣积聚；所述抽采钻孔参数至少包括钻孔瓦斯抽采浓度、瓦斯抽采混合流量、钻孔直径、钻孔深度、钻孔间距、开孔位置、钻孔方位、钻孔倾角。4.根据权利要求1所述的煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统，其特征在于，所述评判指标包括钻孔有效控制范围指标、钻孔布孔均匀程度评判指标、瓦斯抽采效果评判指标、瓦斯抽采效果达标评判指标。5.根据权利要求1所述的煤矿井下瓦斯抽采钻孔失效评价系统，其特征在于，所述失效评判模块包括：失效评判位置输入单元，用于输入需要失效评判的矿井和区域的位置信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦善阳，黄聪，张义平，谢铁新，
申请(专利权)人：贵州一和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：