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钻孔的排放有效影响范围

钻孔的排放有效影响范围(半径)

一.概述

突出煤矿中使用最多的防治突出措施是各

种直径的排放钻孔,它不仅应用于煤巷、也在石

门揭穿煤层中和上山与回采工作面中广泛使用.

人们普遍认为其有良好的纺织突出效果.但是在

使用过程中,有时也回发生在已打好的大直径钻

孔周围打孔、扩孔时也会发生强度不小的突出,

因而就会对钻孔的排放防治突出的效果提出质疑,是不是此煤层不适应使用钻孔排放防治瓦斯突出. 要想弄清楚此问题,首先要知道各种直径的有效

影响范围(半径).一般认为钻孔的排放有效影响

范围(半径)随孔径的增大、排放时间的加长而增加.看起来似乎合乎规律.但从理论与实践研究都

表明上述观点应加以修正,即它们之间的关系不

是直线关系,而是曲线关系.换句话说在某一段直

径或时间范围内是钻孔的排放有效影响范围(半径)与钻孔直径呈直线关系(或在某一排放时间段,

钻孔的有效影响范围(半径)随时间的加长而增大)超出此直线段则呈直径增大、排放时间增长,而

排放半径不会因此而出现明显的增加,且趋向于

稳定(达到其排放的极大值).

红卫煤矿过去曾对煤道周边的瓦斯压力分布进行考查(可以视巷道为一大直径排放钻孔).其结

果如图1所示.

图1 巷道周围煤层瓦斯压力分布图

靠近煤壁的煤层中的瓦斯与排放时间有关,

暴露的时间越短,近煤壁的瓦斯压力就越高,随着

排放(或暴露)的时间加长,其排放影响范围逐渐

加大,但不成直线关系,到一定时间就会处于平衡状态.例如图1中,排放了50个月后距煤壁4m处的瓦斯压力仅为4 Mpa,而排放了4天煤层瓦斯压力同样也为4 Mpa的地点,距煤壁的距离仅为

2m左右,也就是说经过将近两年左右的排放,排放影响范围仅扩大了2m,排放影响范围的扩展速度,发展的非常缓慢,应该说这与煤层的透气性有关,因为突出煤层的透气性系数一般都很低,排放瓦

斯困难,容易形成高的压力梯度,上述观点,经现

场测试也证明了这点. 红卫煤矿测试煤层的透气性系数约为0.004735m2/Mpa2*d.但抚顺龙凤矿煤层的透气性系数极好,透气性系数为140～

151m2/Mpa2*d,要比红卫矿的透气性几乎大3万倍,从理论上讲,当然其钻孔排放有效影响范围也要

比红卫大的多,但它绝不是呈正比关系.见图2

图2 钻孔周围煤层瓦斯压力随排放时间变化图

从图2我们也不难看出其抽放影响范围也是有极限值的,龙凤矿的极限影响范围为230m,要比红卫排放极限值(4m)大57.5倍.如抽放有效影响范围要比排放有效影响范围大二倍计算,龙凤矿

的极限影响范围为125m,要比红卫排放极限值(4m)大28.7倍.

从上述分析,可知钻孔或巷道其排放范围极

限值的大小与煤层的透气性有关,突出煤层的透

气性一般要小于10m2/Mpa2*d,属于难以抽放的煤层.其钻孔的排放有效影响范围不是很大的,排放初期发展的比较快,以后很慢,并趋于稳定.

二.钻孔的排放有效影响范围(半径)

钻孔的排放有效影响范围(半径)一般要经过实测得出的,各突出矿井实测结果相差都不大,约为钻孔直径的4～5倍(孔径不大于0.3m时).以松藻矿务局为例,其各种直径的排放有效影响范围(半径)测定的结果见表1

表1 松藻煤电有限责任公司部分矿井超前钻孔排放有效影响范围(半径)考察结果表

层的透气性系数为.004735m2/Mpa2*d.应该说松藻小于红卫,但差值不算太大)

从上表看出随着钻孔直径的增加,而排放有效影响范围(半径)并不按直线比例增加.因而盲目的加大钻孔直径增强达到防止突出的目将事与愿违,并增加了打钻时的不安全因素.假设从钻孔壁算起,钻孔的排放有效影响范围(半径)有一个

极限值,不妨对表1数据进行处理.处理公式采用吸附形式的公式,即

a abr R 1

式中:

r--------钻孔直径,m;

R--------影响半径, m;

a,b 为常数,

经计算得出a=2.970, b=1.4

钻孔抽采半径测定研究报告

淮北矿区钻孔抽采半径测定研究报告中国矿业大学安全工程学院二○一二年八月

目录 1 前言 (1) 2 钻孔周围煤体中瓦斯流动理论及影响因素 (3) 2.1 瓦斯在煤层中的流动状态 (3) 2.2 抽排钻孔瓦斯径向流动模型 (4) 2.3 瓦斯抽采效果影响因素 (6) 2.3.1 抽采时间 (7) 2.3.2 抽采负压 (7) 2.3.3 钻孔直径 (7) 2.3.4 钻孔施工及封孔质量 (8) 2.3.5 煤体渗透特性 (8) 2.3.6 地应力 (9) 2.3.7 瓦斯压力 (10) 2.3.8 煤体吸附特性 (11) 3 抽采钻孔瓦斯渗流数值模拟分析 (12) 3.1 数值模型建立 (12) 3.1.1 数值模拟软件简介 (12) 3.1.2 钻孔瓦斯渗流模型的建立 (13) 3.2 模拟参数设置 (14) 3.2.1 模型基础参数设置 (14) 3.2.2 模型边界设置 (15) 3.3 数值模拟结果及分析 (15) 3.3.1 抽采时间的影响 (15) 3.3.2 抽采负压的影响 (20) 3.3.3 煤层渗透率的影响 (21) 3.3.4 钻孔孔径的影响 (23) 4 瓦斯抽排半径测定方法 (26)

4.1 穿层钻孔抽采半径测试方法 (26) 4.1.1 平行钻孔布置法 (26) 4.1.2 终孔圆周布置法 (27) 4.2 顺层钻孔抽采半径测试方法 (28) 4.2.1 测试原理 (28) 4.2.2 测试方法 (29) 4.3 煤巷掘进工作面浅孔排放半径测试方法 (30) 5 瓦斯抽排半径现场测试及结果分析 (32) 5.1 芦岭矿穿层钻孔抽采半径测定及结果分析 (32) 5.1.1 测试地点概况 (32) 5.1.2钻孔施工参数及钻孔间距的确定 (33) 5.1.3 有效抽采半径确定依据 (34) 5.1.4 测试结果及分析 (35) 5.1.5 抽采后煤层消突效果 (42) 5.2 杨柳矿穿层钻孔抽采半径测定及结果分析 (44) 5.2.1 测试地点概况 (44) 5.2.2 钻孔设计及施工参数 (45) 5.2.3 测试结果及分析 (45) 5.3 祁南矿顺层钻孔抽采半径测定及结果分析 (49) 5.3.1 测试地点概况 (49) 5.3.2 钻孔设计及施工参数 (49) 5.3.3 测试结果及分析 (50) 5.4 祁南煤矿穿层钻孔抽采半径测定及结果分析 (54) 5.4.1 钻孔设计及施工参数 (54) 5.4.2 测试结果及分析 (55) 5.5 祁南煤矿掘进工作面钻孔排放半径测定及结果分析 (58) 5.5.1 钻孔设计及施工参数 (58) 5.5.2 测试结果及分析 (58)

瓦斯排放钻孔有效排放半径的考察

5 瓦斯排放钻孔有效排放半径的考察目前，煤巷掘进工作面防治煤与瓦斯突出措施有：大直径钻孔、超前钻孔、松动爆破、前探支架、水力冲孔等措施。其中以超前钻孔防突措施工艺最简单，对工人无特殊技术要求，工人易于接受，且无需专用设备，成本低。因此，这种防突措施在现场得到了广泛采用。十三矿严格执行“四位一体”防突措施，采用φ89 mm的超前排放钻孔，超前钻孔有效排放半径待确定。 5.1 现行测定瓦斯排放钻孔有效排放半径方法目前，超前瓦斯排放钻孔有效排放半径的常用测定方法有：①瓦斯压力降低法；②钻孔瓦斯流量法；③钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法。 5.1.1 钻孔瓦斯压力降低法和流量法钻孔瓦斯压力法和测量钻孔瓦斯涌出量法钻孔布置见图5-1。其测定步骤如下：（1）沿工作面软分层打3~5个相互平行的测量孔，孔径42 mm，孔长5~7 m，间距0. 3~0. 5 m；（2）对各测量孔进行封孔，封孔长度不得小于2 m；（3）钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯压力或瓦斯涌出量；（4）在距最近的测量孔边缘0. 5m处，打一平行于测量孔的排放瓦斯钻孔，观察排放钻孔到达测压或测涌出量位置后，煤体中瓦斯压力的变化，或各测量孔中的瓦斯涌出量变化，以确定排放钻孔的有效排放半径。图5-1 压力降低法和流量法测定有效排放半径的钻孔布置图

由上述测定步骤知，钻孔瓦斯压力法和测量钻孔瓦斯涌出量法工程量大，工艺复杂繁琐，存在下列缺点：（1）在软分层中打3~5个孔径为42 mm的测量孔，在打钻过程中，软分层中的瓦斯就会得到一定的排放（测量孔也有排放作用），破坏了煤层原始条件。再在测量孔旁边0. 5 m处打排放孔，实际上是在测量孔排放瓦斯后，测定排放孔的有效排放半径，由此测出的结果与实际情况偏差较大。（2）在软分层中封孔困难，采用胶囊封孔器封孔，因胶囊长度短，钻孔周围卸压圈的裂缝和裂隙会漏出一部分瓦斯，因而测出的瓦斯涌出量不准。测定瓦斯压力对封孔要求更高，在煤层中（特别是在软分层中）测定瓦斯压力非常困难。（3）测定时所需设备和人员多，3~5个测量孔都需同时测量观察，整个测定过程时间较长，费工费时，测定费用高。 5.1.2 钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法在没有执行过防突措施的有突出危险的采掘工作面，在软分层中先打一个预测孔，测量每米钻孔的钻屑量和钻屑瓦斯解吸特征K1值。钻孔长8~10m，孔径42mm。预测结束后，在此孔内扩孔，将其扩至待考察排放孔的直径。打完排放孔后，让其排放一段时间，一般为2h（根据钻孔有效排放时间为2h），使排放孔周围瓦斯得到排放。到达时间后，在该孔附近的软分层中打一个与排放孔成一定角度的测试孔，测量其每米钻孔的钻屑量与钻屑瓦斯解吸特征K1值。将同一深度的两个钻孔（预测孔与测试孔）测到的数据及两点之间的间距进行分析，得出有效排放半径。其钻孔布置图如图5-2。图5-2 钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法的钻孔布置图 1-预测孔；2-测试孔；3-排放瓦斯孔

超前钻孔参数及钻孔布置技术的应用

超前钻孔参数及钻孔布置技术的应用一、应用区概况平煤（集团）公司八矿已15-14081采面位于矿井西冀已四采区首采工作面，风巷按已15煤顶板施工，总工程量1353m,，巷道方位301°。该采面上覆戊9～10煤层，间距：160m，已开采；下覆16～17煤层，间距6m，尚未开采。已15煤层为突出煤层。已15-14081风巷煤层走向120°，倾向30°，倾角24°～346°，煤层顶板为沙质岩，底版为泥岩或沙质泥无大的断层出现。煤厚3.2～3.5m左右，夹矸厚度较小，上下分层为Ⅰ～Ⅱ类结构煤，煤的坚固性系数在0.3左右；中部为软分层。煤层结构破坏类型为Ⅲ～Ⅳ类，坚固性系数在0.3以下。软分层厚度变化较大,一般有2m左右,在局部构造破坏区域达3m以上。该巷道标高-375m,垂深477m,瓦斯含量15.7m3/t。2台2.8KW局部通风机，工作面风量在420m3/min，瓦斯浓度在0.5%左右。实验前，该风巷于1996年4月3日发生了最大一次袭击，突出煤量4781，瓦斯涌出量40217m3。掘进工作面主要采用超前钻孔排放瓦斯的防突技术措施，一般情况下打两排直径89mm、深10m的排放钻孔，每排5个孔.采用20KW岩石电钻施工，该电钻的额定功率为20KW，主轴转速为348r/min。由于推进速度漫和无专门处理卡钻办法，打一个循环钻孔需要三个班的时间，掘进速度很慢，有时月进尺仅10m 左右。二、现场应用超前钻孔措施是向工作面方向打一定数量和深度的钻孔，使在钻孔控制范围煤体的瓦斯得到释放，应力得到缓解，从前达到消除危险的目的。因此，超前钻孔主要参数有钻孔直径、钻孔深度和钻孔控制范围。已15煤层软分层的主要特点是媒质酥松，易垮，在破坏时扩容量大且扩容迅速，易卡钻，钻孔穿过应力异常区时更是如此，但已15-14081风巷瓦斯压力不大，喷孔现象不很严重。因此，综合考虑钻孔排放瓦斯有效范围和钻孔时不发生严重喷孔等因素，超前钻孔直径为98mm，同时，八矿10年来防治突出实践

抽采半径测定实施方案

共享知识分享快乐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 o d] ◎虫③&3 3 1…◎ 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，X" X3、X4……X n。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： X「、p 式中X——煤层瓦斯含量，m3/t; :--- 煤层瓦斯含量系数，m3/ (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

穿层钻孔瓦斯抽放半径

淮北矿业（集团）公司芦岭矿8煤层瓦斯抽采半径测定研究报告北京科技大学淮北矿业集团公司芦岭矿二○○八年一月

目录目录 (1) 1. 研究的内容与方法 (3) 2. 矿井概况及开采范围 (5) 3. 煤系地层及煤层赋存情况 (7) 3.1. 地层 (7) 3.2. 含煤地层 (9) 3.3. 煤层赋存情况 (12) 3.4. 煤质特征 (17) 3.5. 地质构造特征 (21) 3.6. 水文地质情况 (25) 3.7. 矿井水文地质类型及水害威胁程度 (30) 3.8. 煤层瓦斯赋存、煤尘及煤的自燃情况 (31) 4. 8煤层瓦斯基本参数 (32) 4.1. 8煤层原始瓦斯压力分析 (32) 4.2. 8煤层原始瓦斯含量分析 (33) 4.3. 8煤层瓦斯流量的测定 (35) 4.4. 8煤层透气性系数的测定 (38) 4.5. 8煤层其他瓦斯地质参数 (40) 5. 8煤层瓦斯抽采半径与相关参数分析 (43) 5.1. 有效抽采半径与时间之间的关系 (45) 5.2. 抽采半径与负压之间的关系 (46) 5.3. 抽采半径与钻孔直径之间的关系 (47) 5.4. 抽采半径与煤层透气性系数之间的关系 (47) 6. 总结 (49)

1.研究的内容与方法芦岭矿是淮北矿业集团公司煤与瓦斯突出最为严重的矿井，自建井以来已经发生大小有记录的煤与瓦斯突出或动力现象20余次。特别是2000年以来突出发生的频率和强度不断增大，其中2002年4月7日发生在Ⅱ一采区Ⅱ818采面3#煤眼斜石门的煤与瓦斯突出极其强烈，共突出煤量8924t，喷出瓦斯量多达123万m3；日常生产期间也经常有不同程度的小型突出或动力现象发生。突出隐患的存在不仅极大增加了企业的生产成本，而且随着生产规模的日趋展开或开采水平的不断延深将严重威胁着安全生产，形势非常严峻。随着矿井煤与瓦斯突出危险性的不断提高，相应的安全管理和决策工作也必将面临更加严重的考验。首先是现场工程技术人员从意识上要更加重视对突出煤层瓦斯赋存、运移、涌出特征及煤与瓦斯突出规律的分析与掌握；其次是在此基础上逐步总结出比较适合本矿井实际条件的瓦斯预测技术及其指标体系，并力求加以应用、推广；最后达到跟踪采掘进程及时制定出有效安全措施的目的。鉴于此，在淮北矿业集团公司领导的积极关注和支持下，由集团公司通防处牵头并周密组织，芦岭煤矿与北京科技大学土木与环境工程学院联合开展了“芦岭煤矿8煤层穿层钻孔瓦斯抽采半径测定”工作，该项目主要包括以下几方面的研究内容： 1）收集与整理芦岭矿8煤层瓦斯相关参数测量的数据，包括压力、流量、透气系数及K1、Δh2、Smax等进行分析。 2）8煤层煤的工业性指标（f、a、b和ΔP等）测试分析。 3）确定8煤层穿层钻孔瓦斯抽采半径。研究方法的主要依据： 1）《煤层煤样采取方法GB482-95》； 2）《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法MT／T 638-96》； 3）《钻孔瓦斯涌出初速度的测定方法MT／T 639-96》； 4）《钻屑瓦斯解吸指标的测定方法MT／T 641-96》；

钻孔的排放有效影响范围

钻孔的排放有效影响范围(半径) 一.概述突出煤矿中使用最多的防治突出措施是各种直径的排放钻孔,它不仅应用于煤巷、也在石门揭穿煤层中和上山与回采工作面中广泛使用. 人们普遍认为其有良好的纺织突出效果.但是在使用过程中,有时也回发生在已打好的大直径钻孔周围打孔、扩孔时也会发生强度不小的突出, 因而就会对钻孔的排放防治突出的效果提出质疑,是不是此煤层不适应使用钻孔排放防治瓦斯突出. 要想弄清楚此问题,首先要知道各种直径的有效影响范围(半径).一般认为钻孔的排放有效影响范围(半径)随孔径的增大、排放时间的加长而增加.看起来似乎合乎规律.但从理论与实践研究都表明上述观点应加以修正,即它们之间的关系不是直线关系,而是曲线关系.换句话说在某一段直径或时间范围内是钻孔的排放有效影响范围(半径)与钻孔直径呈直线关系(或在某一排放时间段,

钻孔的有效影响范围(半径)随时间的加长而增大)超出此直线段则呈直径增大、排放时间增长,而排放半径不会因此而出现明显的增加,且趋向于稳定(达到其排放的极大值). 红卫煤矿过去曾对煤道周边的瓦斯压力分布进行考查(可以视巷道为一大直径排放钻孔).其结果如图1所示. 图1 巷道周围煤层瓦斯压力分布图靠近煤壁的煤层中的瓦斯与排放时间有关, 暴露的时间越短,近煤壁的瓦斯压力就越高,随着

排放(或暴露)的时间加长,其排放影响范围逐渐加大,但不成直线关系,到一定时间就会处于平衡状态.例如图1中,排放了50个月后距煤壁4m处的瓦斯压力仅为4 Mpa,而排放了4天煤层瓦斯压力同样也为4 Mpa的地点,距煤壁的距离仅为 2m左右,也就是说经过将近两年左右的排放,排放影响范围仅扩大了2m,排放影响范围的扩展速度,发展的非常缓慢,应该说这与煤层的透气性有关,因为突出煤层的透气性系数一般都很低,排放瓦斯困难,容易形成高的压力梯度,上述观点,经现场测试也证明了这点. 红卫煤矿测试煤层的透气性系数约为0.004735m2/Mpa2*d.但抚顺龙凤矿煤层的透气性系数极好,透气性系数为140～ 151m2/Mpa2*d,要比红卫矿的透气性几乎大3万倍,从理论上讲,当然其钻孔排放有效影响范围也要比红卫大的多,但它绝不是呈正比关系.见图2

抽采半径考察

汾西矿业双柳矿瓦斯抽采半径考察方案一、为什么煤矿瓦斯抽放是降低矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出灾害的重要措施。衡量瓦斯抽放工作优劣的二个主要指标是瓦斯抽放率和瓦斯抽放量。提高抽放瓦斯效果的主要途径为:在瓦斯抽放时,尽可能地设法多抽瓦斯，不断扩大抽放瓦斯的范围。同时，在提高煤层透气性上加强研究，不断改进和提高抽放工艺、系统和设备。钻孔间距是影响瓦斯抽放效果的重要因素，钻孔间距过大，在抽放范围内容易形成抽放盲区；钻孔间距过小，容易造成人力和物力的浪费。所以瓦斯抽放钻孔的布置应以钻孔的有效抽放半径为依据，而抽放半径的测定目前还没有一个规范的标准，如何考察测定是需要解决的主要问题。二、是什么煤矿瓦斯抽采半径是一个随抽采时间变化的幂函数关系式，X坐标是时间（d），Y坐标是半径(m)，通常说抽采半径是指3个月的预抽期（也有说6个）。现场测定通常采用压降法或流量法，也可采用示踪气体跟踪法。压降法：施工几个钻孔封好孔后测定瓦斯压力，其中，预留一个孔先不施工，等其他几个瓦斯压力较稳定后再施工。施工后封抽放，记录抽放的开始时间，观察各钻孔瓦斯压力的变化，发生突变时，认为抽放影响到了，记录抽放时间与不同钻孔的距离相对应的几组离散点，通过这些离散点拟合一个幂函数曲线，确定抽采半径。流量法：和压降法类似，不过是封孔后每天测定钻孔的流量，等流量突然增大时表示抽放时间影响到了。

示踪气体法：一般采用FS6，一般一组施工三个钻孔，中间的充示踪气体，两边不同的间距施工抽放孔，然后每天从抽放孔内抽出一些气体，观察里面有没有示踪气体，发现有且等级较高时，认为抽放影响到了。三、怎么办 1、钻孔施工条件为保证瓦斯抽放半径测定结果的科学性、可靠性,试验区域的选择必须满足以下条件： ①必须选择未进行过瓦斯抽放的原始煤层； ②最好选择可以施工穿岩钻孔的区域,否则必须选择新暴露的煤巷掘进工作面； ③必须保证各钻孔终孔位置距离煤层暴露点最小距离不小于10m； ④必须保证在整个测试过程中测试区域不受采动影响； ⑤方便接入抽放系统,并可独立测定抽放参数。 2、测定钻孔布置根据以上条件并结合试验地点的实际条件,均选定新暴露的煤巷进行钻孔布置：（1）采用顺层孔测定 ①在煤层巷中,顺煤层的预留孔两侧分别施工距预留孔（流量法为考察孔）的平行顺层孔（压降法为考察孔），左侧孔1号1.5m、3号2.5m、5号3.5m、7号4.5m、9号5.5m；右侧孔2号2.0m、4号3.0m、6号5.0m、8号6.0m、10号7.0m。孔深50m,孔径75mm,封孔深度12m。10个施工前后时相差系数不超过30%，同时，并按装测定仪器仪表。测定孔就序后立即施工预孔，孔深50m,孔径75mm,封孔深度12m，合茬抽放。记录

抽放有效半径的确定

有效抽放半径的确定预抽煤层瓦斯是防治矿井瓦斯超限和煤与瓦斯突出的重要措施，在一定程度上缓解了煤矿煤层开采的瓦斯问题，是矿井安全生产的重要保证，但如果抽放钻孔参数布置不合理，预抽时间不足等因素，将会影响煤层瓦斯预抽效果，从而起不到应有的瓦斯治理效果。因此，正确掌握煤层瓦斯合理的预抽参数，是煤矿瓦斯抽放的关键。瓦斯抽放参数中，主要是指不同煤层的抽放半径，而煤层抽放半径与煤层的原始瓦斯压力、瓦斯含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、抽放负压以及抽放钻孔直径等众多因素有关。 1抽放半径测算原理在本次测算原理分析中，拟采用渗流理论的方法确定钻孔的抽放有效半径。 1.1基本假设 ① 钻孔周围初始瓦斯压力均匀分布，为煤层原始瓦斯压力，P 0（MPa ） ② 钻孔周围煤层渗透率各向同性，其值为K （达西） ③ 瓦斯解吸过程是等温过程 ④ 瓦斯渗流过程质量守恒，且符合达西定律（Darcy Law ） ⑤ 1.2取如图1的宽度取单位宽度在t 度为v r ρ度为： r v v r r ??+ )(ρρ元体的瓦斯量为： dt dr r dr r M v v r r )).((22?+ +=ρπ （1 -2）

在dt 时间内流出单元体的瓦斯量为： dr rr M v r ).(21ρπ= （1-3）则在dt 时间内，单元体内的瓦斯质量的增量为： dt r dt dr r dr r M M M v v v r r r ).(2)) ()((212ρπρρπ-??++=-=? 将上式整理并略去高阶无穷小量，得： drdt r r r M v v r r ???? ????+??=?)(1)(2ρρπ （1-4）从瓦斯含量变化的角度看，dt 时间内单元体的瓦斯质量变化量为： dt t w rdr M ??=?)2('πρ （1-5）式中 ρ––––压力为P 时的瓦斯气体密度； r,dr ––––为单元体的半径及半径增量； v r ——瓦斯径向流动的线速度； t w ??——单元体瓦斯含量随时间的变化率。由瓦斯流动过程中的质量守恒有M M ?=?'，则联立（1-4）、（1-5）两式得： t w r r v v r r ??=+??ρ ρρ)(1)( （1-6）式（1-6）即为径向流场瓦斯渗流的连续性方程。根据达西定律（Darcy Law ）有 r k v r ??=ρμ. （1-7）式中 k ––––钻孔周围煤层渗透率（达西）； μ––––瓦斯动力粘度系数； r p ??––––钻孔周围瓦斯沿径向的压力梯度。根据气体状态方程有： p p a a .ρρ= （1-8）式中 ρ，ρa ––––分别为瓦斯压力为p ，p a 时的瓦斯密度。根据瓦斯含量方程有： ρ).1(n c bp abp W ++= （1-9）式中 W ––––压力为p 时，煤层的瓦斯含量；

抽采半径测定实施方案

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……X n。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： = p Xα 式中X――煤层瓦斯含量，m3/t； α――煤层瓦斯含量系数，m3/（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

排放钻孔有效半径的简易确定方法

排放钻孔有效半径的简易确定方法淮南矿业学院卢平摘要建立了排放钻孔周围煤体瓦斯流动的数学模型,探讨其数值解,并在此基础上分析了钻孔瓦斯涌出规律,提出了根据钻孔瓦斯流量测定简易确定钻孔有效排放半径的方法。关键词突出危险煤层排放钻孔有效排放半径东北煤炭技术1996年4月第2期P：36-38 在煤与瓦斯突出矿井中,防止煤与瓦斯突出的局部措施目前仍以排放钻孔为主。确定钻孔的有效排放半径对正确设计排放钻孔方法、数目具有重要的现实意义,目前现场排放钻孔有效半径确定方法主要有两种:压力法和流量法。压力法需要在煤层中打测压钻孔,周期长、工程量大且成功率低。流量法(《防突细则》介绍使用的方法)是在工作面软分层内不同间距打几个流量测量孔(直径42mm),并测定这些钻孔瓦斯涌出量随时间的变化规律。随后在适当位置打一排放钻孔,根据测定各测量孔内瓦斯涌出量的变化来确定排放钻孔的卸压影响半径。流量法各孔间距的确定带有一定的经验性,也未考虑排放时间对钻孔有效排放半径的影响(2h测定时间太短),且难以准确确定钻孔有效排放半径。因此,简单而准确确定钻孔有效排放半径是现场人员非常关心的问题。 1 排放瓦斯钻孔周围煤体瓦斯流动规律设瓦斯在煤体中的流动符合达西定律,煤层瓦斯含量符合抛物线方程,则由连续性方程可推导出钻孔周围煤体瓦斯流动方程为[1] 对单一自然排放瓦斯钻孔,其初始边界条件: 式中P——瓦斯压力平方,P=p2; p0,p1——分别为煤层原始瓦斯压力和大气压力, MPa; r0,rm——分别为钻孔半径和钻孔排放瓦斯半径, m; λ——煤层透气系数, m2/ (MPa2·d); a——煤的瓦斯含量系数, m3/(MPa1/2·n3); t——钻孔排放瓦斯时间, d。则单位长度煤层钻孔的瓦斯涌出量为单位长度煤层钻孔总瓦斯涌出量为

煤层瓦斯排放钻孔有效排放半径的测定(钻屑法)

煤层瓦斯有效排放半径的测定一、测定时所需材料 1、测定钻屑量时用编织袋、弹簧秤，用于测定S值； 2、WTC瓦斯突出参数测定仪3台，机械秒表3块，用于测定K1值； 3、施工1个孔径42mm的预测孔所需钻机、钻杆（12m）、钻头；施工1 个孔径113mm的超前排放钻孔所需钻机、钻杆（12m）、钻头。二、有效排放半径的实际测定方法 1、测定过程 (1)在没有执行过任何防突措施的采掘工作面，在其软分层中先打一个考察孔(孔1)，测量每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标，钻孔深10～12m，钻孔直径为42mm。 (2)测试结束后，将钻孔扩大到排放钻孔的设计直径（113mm），进行扩孔排放。 (3)按施工要求，确定排放时间。当到达时间后，在该钻孔附近的软分层中打一与此孔有一定角度的测试孔(孔2)，孔深10～12m，钻孔直径为42mm，测定其每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标。 (4)将2个钻孔同一深度范围内所测到的数据和两点的间距进行分析，当其小于临界指标值时，相应两点的最大间距确定为排放钻孔的有效排放半径。 2、钻孔布置参数设计 (1)钻孔参数。超前钻孔：深12m，直径113mm；测试钻孔：深12m，直径42mm。 (2)钻孔布置参数。钻孔布置方式及钻孔布置参数如附图1所示。在设计时，钻孔开口之间的距离按2.0m，钻孔夹角9.5度。 3、判断准则将2个钻孔同一深度处所测定的指标进行比较，如果自某一深度处开始向钻孔深处，2孔各点所测定的指标均小于1孔同一深度的指标时，该深度对应的钻孔之间的距离就称为超前钻孔有效排放半径。附图1：钻孔布置方式及钻孔布置参数

图1 排放半径钻孔布置方式及布置参数三、测定地点大致地点：新掘钻场内，钻场位置请矿上制订，要避开构造，煤层赋存稳定，没有采取抽放等区域性措施的地方，钻场要求满足钻机作业，深度为5m。四、测定时间每次测定时间为一个小班（8点到16点）。五、测定数据记录见附表（见下页）。

钻孔的有效影响半径与布孔

钻孔的有效影响半径与布孔使用超前排放（卸压）钻孔一般孔径不大于0.3m,所以其卸压影响半径一般都不很大，且小于排放瓦斯有效影响半径。在钻孔形成的卸压范围内，由于应力降低，煤体发生膨胀变形，透气性也会增加，必然比较容易排除一部分煤体中的瓦斯。但在没有卸压的煤体中虽然煤体透气性较小，但同样也能排除一部分煤体的瓦斯，所以钻孔瓦斯有效排放半径一般要大于卸压有效影响半径。钻孔应力卸压有效影响半径到目前还没有可供现场实际应用的测定方法，仅从2001年淮南矿业（集团）有限责任公司和煤炭科学研究院重庆分院共同提出的“淮南矿区突出煤层消除突出危险综合治理技术研究报告”中，对卸压钻孔的卸压范围进行了理论探讨与计算，得出淮南C13煤层其塑性破坏区（卸压区）的直径为钻孔直径的3.26倍。报告指出在钻孔周围的塑性变形区内可以消除突出，可以作为钻孔卸压的有效影响半径超前钻孔的有效影响半径都是指在钻孔排放瓦斯的作用下，再规定地时间内，能够消除钻孔周围煤与瓦斯突出的范围。钻孔的排放有效影响半径可用打排放钻孔前、后测量出的煤层中的瓦斯压力、钻孔瓦斯涌出初速度（q）及K1等指标的变化趋势，或借助于突出时的临界指标值进行判断得出。突出矿井一般都要进行各种直径钻孔的排放有效影响半径测定，得出符合本矿的适用数据。而影响半径则指在排放钻孔周围能够受到的影响的范围，其数值要远远大于钻孔排放有效影响半径。煤巷掘进防治突出措施－超前排放钻孔一、概述目前使用的超前排放钻孔孔直径多为ф42～120mm,超过ф120mm的因打钻时容易诱发突出,而较少使用,只用在特殊的扩孔方法例如水力冲孔、水力扩孔时才使用.从理论与实践过程中,人们认识到大直径的钻孔其排放瓦斯与卸压范围都要比小孔径钻孔好得多,但问题是突出的机率也要高得多,从目前所掌握的资料, ф42(包括ф42)以上的各种钻孔都发生过突出,因此在没有任何安全措施的保护下,进行打钻是有危险的.另外还要提醒一下,措施执行完以后,必须进行措施效果检验,只有措施检验有效后方能用安全措施施工. 超前排放钻孔是突出矿井使用最多的防治突出措施,它不仅应用于各类煤巷、也用于石门揭穿煤层和采煤工作面.其良好的防治突出效果为人们所公认。但在大直径

钻孔施工技术要求

一、地质，钻探工程质量要求钻孔施工过程中，工程质量严格按颁发的《煤炭地质勘察钻孔质量标准》执行。 1、钻孔定测：按设计钻孔位置采用手持GPS测量进行实地定位，由于实际情况需要移动孔位，必须经招标人批准后方可做适当移动。钻孔结束后使GPS正式准确定测。 2、钻具丈量：钻孔钻进中，每百米进行一次丈量。孔深误差井深500m以内不大于0.25m， 500m以上不大于0.05%，终孔后进行钻具丈量，各次丈量要进行合理平差。 3、终孔直径：钻孔直径半径深度：第四系（5.00m），但必须进入中等风化基岩1.00m。直径φ426mm，钻孔终孔直径不得小于195mm，终孔深度要求：钻进寒武系上统150m，，满足水文孔要求。 4、钻进方法：回转钻进 5、循环液：下入套管进入奥灰层段后必须清水钻进。 6、岩芯采取率：岩芯采取率不小于75%。 7、孔斜：钻进过程中每50m进行一次测斜、纠偏，钻进中要求靶域控制，钻孔开孔至终孔，孔斜水平投影偏斜值在半径20m的靶域内，钻井质量要求达到《煤炭地质勘查钻孔质量标准》甲级孔要求。 8、简易水文观测：施工钻孔全部要求进行简易水文观测，在提钻后下钻前观测水位一次，钻进过程中每小时观测冲洗液消耗量一次，遇涌（漏）水位层，详细记录其深度。要仔细观测奥灰水的漏水情况及导水高度。 9、地质编录：全孔进行地质编录，钻孔地质编录应按ZD/T0078-93《固体矿产勘查原始地质编录》执行，包括岩芯采取率、观测RQD值、裂隙频率（条数/米）随深度的直方图。 10、岩芯编号装箱：岩芯要认真编号，并按顺序装箱。岩芯箱统一按下列规定依次编号：顺序号+回次号。岩芯长大于5cm者都要按回次顺序进行编号（编号一律用红油漆）。二、水文地质工作要求 1、止水：对非抽（注）水层段要进行严格止水，避免不同含水层之间发生水力。考虑到奥灰顶面起伏不平，故下套管需进入奥灰不小于2m（具体深度要求根据实际情况确定），水泥止水段必须全封闭。扫空后，在套管内注满清水，连续观测4小时，要求水柱每小时降低不超过20mm，否则重新止水。 2、洗井：采用活塞机机械洗井后，采用焦磷酸钠处理泥皮，要求抽水孔以水清为准，具体方法：（1）下完套管后，逐步用清水替换泥浆；（2）用钢丝刷上下拉动洗井；（3）洗井后向，孔内注入8‰焦磷酸钠溶液浸泡12～24小时，再用清水洗井；（4）用压风机或提桶、水泵进行试验抽水；（5）试验抽水后，进行正式抽水试验； 3、抽水试验层段：本次计划进行单孔稳定流抽水试验，分三个试验段：（1）上马家沟组灰岩含水层段；（2）下马家沟组灰岩含水层段；（3）寒武系白云岩含水层段；（如果不能进行抽水试验时，要孔内注水测试） 4、抽水试验（1）在正式抽水前均应做试验抽水。试验抽水前，应对抽水层（段）反复进行抽洗，直至孔内出水澄清时为止。（2）试验抽水应做一次最大的水位降深，初步了解水位降低值与涌水量的关系，以便正式抽水时合理选择水位的降深。试抽过程的全部资料必须有正式记录。

瓦斯排放半径测定报告

湖南资江煤业集团有限公司 Ⅲ、Ⅳ、（Ⅴ）煤层排放半径测定报告编制：通防部编制日期：2017年8月10日

湖南资江煤业集团有限公司 Ⅲ、Ⅳ、（Ⅴ）煤层排放半径测定报告编制：通防部：技术部：通防队：通防副总：总工程师：总经理：

湖南资江煤业集团有限公司 Ⅲ、Ⅳ、（Ⅴ）煤层排放半径测定技术方案目前，煤巷掘进工作面防治煤与瓦斯突出措施有：大直径钻孔、超前钻孔、松动爆破、前探支架、水力冲孔等措施。其中以超前钻孔防突措施工艺最简单，对工人无特殊技术要求，工人易于接受，且无需专用设备，成本低。因此，这种防突措施在现场得到了广泛采用。资江矿严格执行“四位一体”防突措施，采用φ75 mm的超前排放钻孔，超前钻孔有效排放半径待确定。为了测定矿井Ⅲ、Ⅳ煤层煤层瓦斯排放半径参数。特编制Ⅲ、Ⅳ煤层排放半径测定技术方案，具体测定方案如下。一、现行测定瓦斯排放钻孔有效排放半径方法目前，超前瓦斯排放钻孔有效排放半径的常用测定方法有：①瓦斯压力降低法；②钻孔瓦斯流量法；③钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法。由于钻孔瓦斯压力法和测量钻孔瓦斯涌出量法工程量大，工艺复杂繁琐，存在下列缺点：（1）在软分层中布置测量孔，在打钻过程中，软分层中的瓦斯就会得到一定的排放（测量孔也有排放作用），破坏了煤层原始条件。再在测量孔旁边处打排放孔，实际上是在测量孔排放瓦斯后，测定排放孔的有效排放半径，由此测出的结果与实际情况偏差较大。（2）在软分层中封孔困难，封孔很难达到理想效果，因而测出的瓦斯涌出量不准。测定瓦斯压力对封孔要求更高，在煤层中（特别

是在软分层中）测定瓦斯压力非常困难。（3）测定时所需设备和人员多，多个测量孔都需同时测量观察，整个测定过程时间较长，费工费时，测定费用高。鉴于上述情况本次测定方案采取钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法对煤层半径进行测定。二、瓦斯排放半径测定 1、测点布置分别在3537机巷和3742切眼上山布置测试钻孔，钻孔布置的煤层必须赋存比较稳定，且未采取过任何防突措施的位置布置测点测定瓦斯排放半径。具体由通防部安排人员在现场确定。 2、测定所需设备、材料 (1)测定钻屑量时用编织袋、弹簧秤，测定S值； (2)WTC瓦斯突出参数测定仪2台，机械秒表2块，用于测定K1值； (3)施工一个孔径42mm的预测孔所需钻机、钻杆(10m)、钻头；施工一个孔径75mm的超前排放钻孔所需风煤钻机、钻杆(10m)、钻头。 3、测定方法采用每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法确定排放半径。 (1)在布置好的测点煤层软分层中先打一个考察钻孔(孔1)，测量每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标，并填入附表2，钻孔深10m，钻孔直径为42mm。 (2)测试结束后，将钻孔扩大到排放钻孔的设计直径(75mm)，进行扩孔排放(空眼排放)。

超前钻孔有效排放半径的测定方法

超前钻孔有效排放半径的测定方法 1超前钻孔的防突机理在沿煤层打的钻孔周围出现塑性带，在塑性带内煤层应力和瓦斯含量严重下降。在钻孔周围形成的非弹性变形带具有应力减小的特征（图1）。由于在钻孔周围煤体应力减小，煤层透气性增加，煤层瓦斯自然排放，导致其突出危险性消除。在钻孔周围，由于卸压和排放突出危险性消除的煤层区段长度，称为钻孔有效作用半径。塑性带之后为煤层弹性变形带。 2 超前钻孔措施参数有：钻孔直径d、深度L、钻孔有效作用半径（卸压和排放作用半径）R、钻孔最小超前距 L、钻孔之间的距离a。 min 根据我国《防治煤与瓦斯突出细则》第70条，超前钻孔直径应根据煤层赋存条件和突出情况确定，一般为75~120mm，地质条件变化剧烈地带也可以采用直径42mm的钻孔。若超前钻孔直径超过120mm时，必须采用专门的钻进设备和制定专门的施工安全措施。钻孔深度没有限制，但在打新一茬钻孔时最小超前距应不小于5m，而钻孔之间的距离不应超过2R。 3 超前钻孔有效排放半径的测定方法目前常用的钻孔有效排放半径的测定方法有三种：①瓦斯压力降低法；②钻孔瓦斯流量法；③工作面点预测预报法。本次测定采用钻孔瓦斯流量法。

钻孔瓦斯流量法测定步骤如下：（1）沿工作面软分层打4个相互平行的测量钻孔，孔径42mm，孔长7m，测量钻孔的布置方式如图2所示；图2 钻孔布置图 1、2、3、4——测量钻孔；5——排放钻孔（2）每个测量钻孔打钻结束后，立即封孔，测量室长度为1m。聚氨脂封孔长度应不小于1m。封孔后立即测量瓦斯涌出速度，以后每隔5min测量一次瓦斯涌出速度，每一测量钻孔测定次数不得少于5次；（3）最后所打测量钻孔的瓦斯涌出速度测量不小于5次后，按图2所示位置施工1个与测量钻孔平行的超前钻孔，其直径75mm，深度8m。在打超前钻孔过程中，继续测定所有测量钻孔的瓦斯涌出速度，其间隔不大于5min，并记录此时所打超前钻孔的深度；（4）超前钻孔打完后，每隔5min测定各测量钻孔的瓦斯涌出速度；（5）打完超前钻孔后测定2h；（6）绘制出各测量孔的瓦斯涌出量变化图；（7）当距所打钻孔最远的测量钻孔，与其瓦斯涌出速度升高前的最后值相比，3次测量均增大10％以上时，取所打钻孔与该测量钻孔间的距离作为有效作用半径值。 4 数据记录

煤层钻孔瓦斯抽采半径数值模拟

煤层钻孔瓦斯抽采半径数值模拟为了寻求合理的钻孔抽采半径，采用数值模拟方法，应用Comsol Multiphysics软件对所建立的钻孔瓦斯抽采几何模型进行数值解算。由数值解算结果可知：随着抽采时间的延长，钻孔周围煤层瓦斯压力逐渐减小；对钻孔周围煤体瓦斯流动的时效性进行了研究，确定了不同抽采时间段的有效半径，为合理确定抽采钻孔数量和提高抽采量提供依据。标签：抽采钻孔；数值模拟；渗透率；瓦斯压力 1 模型的建立假设钻孔周围煤体瓦斯流动符合Darcy Law，视瓦斯为理想气体，按照等温过程来处理瓦斯气体流动过程，煤层顶底板为不透气岩层，瓦斯仅在煤层中流动，基于理想气体状态方程和Darcy Law建立钻孔周围煤体瓦斯运动的动力力学模型，用于模拟钻孔周围煤体的瓦斯流动规律[4，6]。 1.1 几何模型本次抽采半径的数值模拟可采取二维平面模型进行模拟计算。建立模型如图l所示：模型高（煤层厚度）为3m，长为80m，模型底部的边界固定，左右两侧的边界为竖直自由边界，顶部加载上覆岩层重力，顶部应力为8.04MPa，钻孔半径为94mm，抽采负压为13kPa，瓦斯压力为1.03MPa，钻孔布置在模型中心位置，取H方向为y轴方向，L方向为x轴方向。 1.1.1 数值计算模型选取抽采钻孔的俯视方向断面对其进行研究，几何模型如图1所示。图1 均质煤层单孔抽采模型 1.1.2 网格划分网格为默认自由网格并进行细化，如图2所示。 1.2 模型选择和边界条件初始条件：煤体内部初始瓦斯压力P（x，y）=1.03MPa，初始应力场位移ui=0，（i=1，2）。边界条件：根据假设条件瓦斯气体只在煤层中流动，渗流场边界条件为：（1）

标准26掘进工作面超前排放钻孔技术标准 - 副本

掘进工作面超前排放钻孔技术标准 1 范围本标准规定了煤巷掘进工作面超前钻孔的设计、施工、验收等技术要求。本标准适用于晋煤集团所属矿井。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。防治煤与瓦斯突出规定 MT/T 957-2005 煤巷掘进工作面超前钻孔防突措施技术条件 3 定义超前排放钻孔从掘进工作面向前方煤体施工一定数量的钻孔，保持一定的超前距，达到排放瓦斯、释放应力的目的。 4 适用条件 4.1 超前排放钻孔适用于K1值（干煤）小于0.6mL//(g.min1/2)，且钻屑S 值小于7kg/m。 4.2 使用超前排放钻孔后，K1值或S值仍然超标时，应停止使用排放措施，直至突出危险性消除。 5 超前排放钻孔设计 5.1 设计内容超前排放钻孔设计应包括以下内容： ——图纸：超前排放钻孔布置平面图、剖面图、开孔位置图，并应在图上标明图例、钻孔编号和尺寸； ——参数表：包括钻孔编号、开孔位置、方位角、倾角、设计深度、孔径等； ——措施说明：包括施工地点、钻孔设计的依据（排放半径、控制范围等）、措施技术要求（钻机型号、钻孔定位方法、钻孔施工数量及成孔率要求）、注意事项、施工安全措施依据其他需要说明的问题； ——标题栏：包括图纸名称、比例、设计空间、设计人、审核人等。5.2 钻孔设计参数的确定超前排放钻孔设计参数应根据煤层的具体赋存情况确定，当煤层赋存参数发生明显变化时，应及时调整超前钻孔的设计参数。有关设计参数应符合以下要求： 1 布孔位置：超前钻孔应尽量布置在煤层的软分层中，当软分层不明显