一种巷道预排瓦斯带宽度的测定方法技术

本发明专利技术公开了一种巷道预排瓦斯带宽度的测定方法，包括在巷道煤壁施工一组顺层钻孔，顺层钻孔每钻进一定距离时，同时测定钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S，并绘制与顺层钻孔深度的关系曲线，以此判断得到预排瓦斯带宽度的准确结果，本发明专利技术利用钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S与煤壁暴露时间之间的明显函数关系，在原始的煤层瓦斯压力、瓦斯含量、地应力、埋深、煤的透气性等现场条件下得出准确的测定结果，能够指导煤矿现场瓦斯灾害治理，具有更加符合巷道预排瓦斯带宽度的物理定义、测试地点可控可调、测试时间短、测试精度高、操作简便等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种巷道预排瓦斯带宽度的测定方法


[0001]本专利技术属于瓦斯涌出量预测及瓦斯抽采
，特别提供了一种巷道预排瓦斯带宽度的测定方法。

技术介绍

[0002]瓦斯灾害仍然是我国煤矿开采的主要灾害，瓦斯灾害防治主要分为瓦斯涌出量预测、瓦斯抽采、煤与瓦斯突出防治等3个方向。巷道预排瓦斯带宽度是煤巷掘完之后一定时间内由煤壁垂直往里不再向巷道排放瓦斯的深度，是重要的煤层瓦斯基础数据，广泛应用于矿井工作面的瓦斯涌出量预测、瓦斯抽采达标评判中煤量和残余瓦斯含量的计算、突出煤层预抽回采工作面区域防突措施效果检验中残余瓦斯含量和残余瓦斯含量的计算等，准确的巷道预排瓦斯带宽度对于煤矿瓦斯防治有着至关重要的作用。
[0003]我国煤矿采用的《矿井瓦斯涌出量预测规范》(AQ1018
‑
2006)、《综合机械化放顶煤工作面瓦斯涌出量预测方法》(NB/T10364
‑
2019)、《预抽回采工作面瓦斯区域防突措施效果检验方法》(MT/T1037
‑
2019)、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》等国家标准、规范均用到巷道预排瓦斯带宽度，且优先采用矿井实测资料确定。巷道预排瓦斯带宽度与煤层瓦斯压力、瓦斯含量、地应力、埋深、煤的透气性、排放时间等因素有直接关系是行业共识，而现阶段巷道预排瓦斯带宽度的取值主要依靠相近煤质的经验值或经验公式计算的方式给出，从而导致瓦斯涌出量预测、煤层瓦斯抽采及防突措施效果检验等技术活动的误差较大，直接影响煤矿安全和社会稳定。
[0004]相较于中国专利公开号CN105675815.B公开的“一种测定煤矿回采工作面巷道预排瓦斯带宽度的方法”，该专利在最靠近回采工作面的采区巷道内施工注气孔并注入SF6气体，连续测定300天得出巷道预排瓦斯带宽度。该专利需要施工钻孔且测定时间长，受制于钻孔布置间距影响巷道预排瓦斯带宽度测试精度不高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种巷道预排瓦斯带宽度的测定方法，能够在煤矿井下煤层巷道内实际测定巷道预排瓦斯带宽度，具有测试时间短、测试精度高、操作简便等优点，并在原始的煤层瓦斯压力、瓦斯含量、地应力、埋深、煤的透气性等现场测定，从而使测定结果能够指导煤矿现场瓦斯灾害治理。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：一种巷道预排瓦斯带宽度的测定方法，包括以下步骤：
[0007]a、根据煤层巷道煤壁暴露时间确定煤巷顺层钻孔施工位置，并在巷道帮部中部垂直施工一组顺层钻孔；
[0008]b、在顺层钻孔施工时，每间隔一定钻进距离，同时测定钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S；
[0009]c、当顺层钻孔钻进中测定的钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S稳定不变时停止钻进；
[0010]d、将钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S与对应的顺层钻孔深度画出关系曲线，从而得出基于钻孔瓦斯涌出初速度q的巷道预排瓦斯带宽度L
q
和基于钻屑量S的巷道预排瓦斯带宽度L
S
；
[0011]e、该煤层特定巷道煤壁暴露时间对应的巷道预排瓦斯带宽度以基于钻孔瓦斯涌出初速度q的巷道预排瓦斯带宽度L
q
和基于钻屑量S的巷道预排瓦斯带宽度L
S
中的最小值为测定结果；
[0012]f、重复步骤a至e，得出该煤层不同巷道煤壁暴露时间对应的巷道预排瓦斯带宽度。
[0013]进一步地，在步骤a中，所述巷道包括实体煤巷和回采煤巷，所述回采煤巷包括回风巷、进风巷和回采工作面，且回风巷和进风巷位于回采工作面的两端，所述巷道帮部设有巷道实体帮，且巷道实体帮包括巷道顶板和巷道底板，所述巷道的两侧均为实体煤；
[0014]在实体煤巷掘进期间，顺层钻孔设置于实体煤巷的巷道帮部；
[0015]在回采工作面回采期间，顺层钻孔分别设置于回风巷和进风巷的巷道帮部。
[0016]进一步地，在步骤a中，所述巷道煤壁暴露时间为5天至300天之间。
[0017]进一步地，在步骤a中，所述顺层钻孔的施工位置选择在无断层、褶曲等大型地质构造以及无明显裂隙赋存的煤体区域，宜选择在矿井现有开拓范围内埋深较大、煤壁暴露时间较短的区域。
[0018]进一步地，在步骤a中，所述一组顺层钻孔的数量不少于2个，钻孔间距D不小于2m，顺层钻孔布置于巷道实体帮中部。
[0019]进一步地，在步骤a中，所述顺层钻孔为水平或上向顺层钻孔，采用干式钻进工艺，顺层钻孔直径为42mm～133mm。
[0020]进一步地，在步骤b中，使用钻孔瓦斯涌出初速度测定装置测定钻孔瓦斯涌出初速度q，所述一定钻进距离为钻孔瓦斯涌出初速度测定装置的测量气室长度l，介于0.25m～1m之间，且长度可控。
[0021]进一步地，所述钻孔瓦斯涌出初速度测定装置包括流量测量管、封孔器和带孔花管，所述封孔器设置于流量测量管和带孔花管之间，所述顺层钻孔的内端为测量气室，且带孔花管置于测量气室内。
[0022]进一步地，在步骤c中，所述顺层钻孔钻进的钻进速度保持一致，钻进速度为0.5～2m/min。
[0023]使用本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术提供了一种在煤矿井下煤层巷道内实际测定巷道预排瓦斯带宽度的方法，测试用顺层钻孔垂直于工作面巷道煤壁中部，充分考虑煤层瓦斯压力、瓦斯含量、地应力、埋深、煤的透气性等因素，与煤矿瓦斯治理常识相符，测定数据为钻孔不同深度处的钻孔瓦斯涌出初速度q及顺层钻孔钻进的钻屑量S，现场测试时间小于7天，巷道预排瓦斯带宽度精度更高。
[0025]利用钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S与煤壁暴露时间之间的明显函数关系，即钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S随着钻孔深度趋近极值
‑
原始煤体状态，据此原理在原始的煤层瓦斯压力、瓦斯含量、地应力、埋深、煤的透气性等现场条件下得出准确的结果，能够指导煤矿现场瓦斯灾害治理，具有更加符合巷道预排瓦斯带宽度的物理定义、测试地点可控
可调、测试时间短、测试精度高、操作简便等优点。
附图说明
[0026]图1为本专利技术掘进工作面巷道预排瓦斯带宽度测定示意图。
[0027]图2为本专利技术顺层钻孔布置剖面图。
[0028]图3为本专利技术基于钻孔瓦斯涌出初速度q的巷道预排瓦斯带宽度测定示意图。
[0029]图4为本专利技术回采工作面巷道预排瓦斯带宽度测定示意图。
[0030]图5为实施例一中钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S与钻孔深度的关系曲线。
[0031]图6为实施例二中回风巷的钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S与钻孔深度的关系曲线。
[0032]图7为实施例二中进风巷的钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S与钻孔深度的关系曲线。
[0033]附图标记包括：
[0034]1、实体煤巷；2、巷道帮部；3、掘进工作面；4、顺层钻孔；40、钻孔瓦斯涌出初速度测定装置；41、流量测量管；42、封孔器；43、测量气室；44、带孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巷道预排瓦斯带宽度的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：a、根据煤层巷道煤壁暴露时间确定煤巷顺层钻孔施工位置，并在巷道帮部中部垂直施工一组顺层钻孔；b、在顺层钻孔施工时，每间隔一定钻进距离，同时测定钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S；c、当顺层钻孔钻进中测定的钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S稳定不变时停止钻进；d、将钻孔瓦斯涌出初速度q和钻屑量S与对应的顺层钻孔深度画出关系曲线，从而得出基于钻孔瓦斯涌出初速度q的巷道预排瓦斯带宽度L
q
和基于钻屑量S的巷道预排瓦斯带宽度L
S
；e、该煤层特定巷道煤壁暴露时间对应的巷道预排瓦斯带宽度以基于钻孔瓦斯涌出初速度q的巷道预排瓦斯带宽度L
q
和基于钻屑量S的巷道预排瓦斯带宽度L
S
中的最小值为测定结果；f、重复步骤a至e，得出该煤层不同巷道煤壁暴露时间对应的巷道预排瓦斯带宽度。2.根据权利要求1中所述的一种巷道预排瓦斯带宽度的测定方法，其特征在于：在步骤a中，所述巷道包括实体煤巷或回采煤巷，所述回采煤巷包括回风巷、进风巷和回采工作面，且回风巷和进风巷位于回采工作面的两端，所述巷道帮部设有巷道实体帮，且巷道实体帮包括巷道顶板和巷道底板，所述巷道的两侧均为实体煤；在实体煤巷掘进期间，顺层钻孔设置于实体煤巷的巷道帮部；在回采工作面回采期间，顺层钻孔分别设置于回风巷和进风巷的巷道帮部。3.根据权利要求1中所述的一种巷道预排瓦斯带宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳增，许幸福，曹垚林，刘伯伟，郭重威，王耀锋，韩兵，邹永洺，薛伟超，王春光，黄鹤，唐辉，孙波，张东旭，苏伟伟，汪开旺，高中宁，
申请(专利权)人：中煤科工集团沈阳研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：