定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法技术

本发明专利技术涉及定向钻孔抽采技术领域，具体涉及了一种定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法。包括以下步骤：气体检测步骤：采集施工区域涌出气体，并检测涌出气体的气体数据；数据传输步骤：将气体数据上传至地面调度平台；气体分析步骤：地面调度平台对气体数据进行分析，生成气体分析结果；数据记录步骤：地面调度平台对气体数据及气体分析结果进行记录；异常判断步骤：地面调度平台对施工区域的气体分析结果进行异常判断，判断施工区域是否存在异常，若是则标记为异常区域。若是则标记为异常区域。若是则标记为异常区域。

【技术实现步骤摘要】
定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法


[0001]本专利技术涉及定向钻孔抽采
，具体涉及了一种定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法。

技术介绍

[0002]高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井中，煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中的严重自然灾害之一，因瓦斯突出会造成群死、群伤等重大煤矿事故，因此防治煤与瓦斯突出成为了高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井的重要的工作，施工钻孔抽采瓦斯则是防治煤与瓦斯突出的重要方法之一。
[0003]目前，单个钻孔累计深可以达到3000米以上，单个钻孔的长度增加，施工时间也随之增加，从每班施工一个钻孔到每30
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50天才能施工完成一个钻孔，长时间施工千米定向长钻孔过程中涌出的气体成分，涌出的量的多少，涌出强度，无法进行准确的计量，无法判断施工区域的气体涌出量是否存在异常。

技术实现思路

[0004]本专利技术所解决的技术问题在于提供一种定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法，能够发现钻孔过程中气体涌出量是否存在异常。
[0005]本专利技术提供的基础方案：定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法，包括以下步骤：
[0006]气体检测步骤：采集施工区域涌出气体，并检测涌出气体的气体数据；
[0007]数据传输步骤：将气体数据上传至地面调度平台；
[0008]气体分析步骤：地面调度平台对气体数据进行分析，生成气体分析结果；
[0009]数据记录步骤：地面调度平台对气体数据及气体分析结果进行记录；
[0010]异常判断步骤：地面调度平台对施工区域的气体分析结果进行异常判断，判断施工区域是否存在异常，若是则标记为异常区域。
[0011]本专利技术的原理及优点在于：在定向长钻孔施工过程中，通过采集施工区域涌出气体，对涌出气体进行检测，识别涌出气体的气体数据，将气体数据上传至地面调度平台，地面调度平台对气体数据进行识别分析，判断涌出气体的涌出量、累计量等，之后地面调度平台对施工过程中涌出气体的气体数据以及气体分析结果进行记录。同时，地面调度平台对施工区域的气体分析结果进行异常判断，分析该区域的涌出气体是否存在异常，若是则将该区域标记为异常区域。相比于现有技术，通过实时对施工区域的气体数据进行采集分析，并进行异常判断，能够及时有效地发现施工区域存在的异常，从而能够及时做出应对措施，减少人员伤亡的可能。
[0012]进一步，还包括数据发送步骤：将气体数据和气体分析结果发送至定向钻机工业计算机。
[0013]地面调度平台对气体数据进行分析后，还将气体数据和气体分析结果发送至现场
的定向钻机工业计算机，便于现场施工人员在操作岗位上能够实时了解和掌握施工过程中气体涌出量的大小，从而提前预留开分支地点，以及可以控制进钻速度，尽可能减少瓦斯或一氧化碳急剧涌出。
[0014]进一步，所述气体检测步骤包括以下步骤：
[0015]S100：检测气体浓度；
[0016]S110：检测气体混合流量；
[0017]S120：检测气体成分。
[0018]准确了解涌出的气体成分，涌出的量的多少，涌出强度。
[0019]进一步，所述气体分析步骤包括以下步骤：
[0020]S200：根据气体成分、气体浓度以及混合流量，分析各气体的纯流量、实际涌出量以及累计量；
[0021]数据记录步骤中包括以下步骤：
[0022]S210：对气体成分、气体浓度、各气体的纯流量、实际涌出量以及累计量进行记录。
[0023]通过气体浓度和混合流量，能够计算得到各类气体的纯流量。将气体成分、气体浓度、纯流量以及累计量进行记录，为施工区域的异常判断提供依据。
[0024]进一步，所述异常判断步骤包括以下步骤：
[0025]S300：预先模拟出施工区域涌出气体正常涌出下的模拟涌出量；
[0026]S310：比较施工区域的模拟涌出量和实际涌出量，若模拟涌出量与实际涌出量的差值超过预设的阈值范围，将该施工区域标记为异常区域。
[0027]通过获取预先设定好的施工区域的涌出气体的模拟涌出量，若是施工区域的实际涌出量与模拟涌出量之间的差值，大于预设的阈值范围，则说明实际涌出量与模拟涌出量相差较大，因此认定该区域的涌出量存在异常，将该施工区域标记为异常区域。
[0028]进一步，还包括勘测步骤，所述勘测步骤包括以下步骤：
[0029]S400：动态获取施工区域的三维坐标数据，发送至定向钻机工业计算机；
[0030]S410：定向钻机工业计算机根据获取到的三维坐标数据以及气体数据，生成瓦斯涌出分布图。
[0031]通过动态获取钻头施工位置的三维坐标数据，结合此时产生的气体的数据，实时生成瓦斯涌出分布图，便于对施工区域的瓦斯涌出情况进行观测。
[0032]进一步，数据发送步骤中，还向定向钻机工业计算机发送异常区域信息；
[0033]还包括点位标记步骤，所述点位标记步骤包括以下：
[0034]S500：定向钻机工业计算机接收异常区域信息；
[0035]S510：结合异常区域信息，在三维坐标数据中标记预留分支钻孔开孔位置。
[0036]当判断施工区域为异常区域后，地面调度平台向定向钻机工业计算机发送异常区域信息，地面调度平台根据异常区域信息，在三维坐标数据中标记出预留分支钻孔开孔位置，现场的施工人员便能够根据三维坐标数据中的标记预留分支钻孔开孔位置，当后续需要对异常区域进行分支钻孔时，便能够直接启用预留的开孔位置。
[0037]进一步，点位标记步骤还包括以下步骤：
[0038]S520：在瓦斯涌出分布图上标记预留分支钻孔开孔位置。
[0039]在三维坐标数据中标记的同时，也在瓦斯涌出分布图上标注预留分支钻孔开孔位
置。
[0040]进一步，还包括抽采决策步骤，所述抽采决策步骤包括以下步骤：
[0041]S600：将异常区域的气体数据、气体分析结果发送至用户终端；
[0042]S610：获取用户终端上传的抽采决策；
[0043]S620：将抽采决策发送给定向钻机工业计算机。
[0044]将异常区域的气体数据和气体分析结果发送给矿井相关技术负责人，使技术负责人能够通过记录数据，结合现有的勘测资料分析该区域是否有裂隙或地质构造，做出该区域是否采取加密钻孔进行补充瓦斯抽采的决定。矿井相关负责人做出新的抽采决策后，地面调度平台将抽采决策发送给现场的定向钻机工业计算机，使现场的施工人员能够了解新的抽采策略并响应。现场的施工人员根据接收到的抽采决策决定是否启动预留的分支钻孔开孔位置。
[0045]使得在施工过程中，若出现异常区域，便指导现场施工人员预留出分支钻孔开孔位置，同时将异常区域的相关数据发送给技术负责人，由技术负责人员对异常区域的施工方式进行分析，做出抽采决策。两条线路同时进行，当技术负责人员将抽采决策发送至定向钻机工业计算机后，现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法，其特征在于：包括以下步骤：气体检测步骤：采集施工区域涌出气体，并检测涌出气体的气体数据；数据传输步骤：将气体数据上传至地面调度平台；气体分析步骤：地面调度平台对气体数据进行分析，生成气体分析结果；数据记录步骤：地面调度平台对气体数据及气体分析结果进行记录；异常判断步骤：地面调度平台对施工区域的气体分析结果进行异常判断，判断施工区域是否存在异常，若是则标记为异常区域。2.根据权利要求1所述的定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法，其特征在于：还包括数据发送步骤：将气体数据和气体分析结果发送至定向钻机工业计算机。3.根据权利要求1所述的定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法，其特征在于：所述气体检测步骤包括以下步骤：S100：检测气体浓度；S110：检测气体混合流量；S120：检测气体成分。4.根据权利要求3所述的定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法，其特征在于：所述气体分析步骤包括以下步骤：S200：根据气体成分、气体浓度以及混合流量，分析各气体的纯流量、实际涌出量以及累计量；数据记录步骤中包括以下步骤：S210：对气体成分、气体浓度、各气体的纯流量、实际涌出量以及累计量进行记录。5.根据权利要求4所述的定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及分析方法，其特征在于：所述异常判断步骤包括以下步骤：S300：预先模拟出施工区域涌出气体正常涌出下的模拟涌出量；S310：比较施工区域的模拟涌出量和实际涌出量，若模拟涌出量与实际涌出量的差值超过预设的阈值范围，将该施工区域标记为异常区域。6.根据权利要求5所述的定向长钻孔施工过程中孔内瓦斯涌出测量及...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵华军，赵坤，王广宏，王正帅，张劲松，黄超旭，汪长明，刘建华，陈亮，欧聪，罗靖，何明川，李文，陶冬，李向往，李守瑞，黄森林，于宝种，王志辉，张志刚，张冲，许红磊，程传建，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：