QFZ_22钻机实施超前钻孔有效排放半径的试验测定

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。

超前钻孔有效排放半径的测定及布置优化作者：邵广印来源：《科技资讯》 2014年第24期邵广印(淮南矿业集团谢桥煤矿综采一队安徽淮南 236232)摘要:淮南矿区谢桥煤矿1232(3)煤层具有突出危险,两巷掘进时采用顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔等方式进行瓦斯抽采,抽采钻孔的大量布置影响着巷道掘进速度。

本文在结合工程条件,对超前钻孔有效排放半径进行测定,在此基础上提出了钻孔布置的优化方案。

关键词:瓦斯突出超前钻孔有效排放半径布置优化中图分类号:TD713 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)08(c)-0085-01谢桥矿1232(3)工作面为西二与西一西采区联合开采的13-1煤三阶段,主采煤层为突出危险煤层,具有高瓦斯和高冲击矿压倾向性。

因此,在工作面顺槽掘进过程中,采取有效的防突措施是至关重要的,也是十分必要的。

实验及现场实践表明,煤层瓦斯预抽在强制性区域防突方面可取得良好的效果,在淮南矿区已作为防突的关键措施得到广泛采用。

由于淮南矿区煤层普遍具有低渗透性,因此采用了顶板高位钻孔、沿煤层钻孔和穿层钻孔等多种抽采方式确保瓦斯的抽采效果。

然而,布置大量的抽采钻孔虽保障了矿井的安全生产,却也降低了采区的准备速度,制约着工作面的接替。

因此,如何在保证抽采效果的同时,降低钻孔的布置数量,进而实现巷道的快速掘进显得尤为重要。

对于超前钻孔来说,有效排放半径是指其在径向上能够消除突出危险的最大范围。

有效排放半径作为防突措施的重要参数,指导着超前钻孔的布置方式。

因此,准确的测定超前钻孔的有效排放半径,可指导超前钻孔布置方式的优化,不仅能够确保防突效果,同时能够加快突出煤层巷道的掘进速度。

1 工程概况谢桥矿1232(3)工作面回风顺槽煤层底板标高为-463.6～-524.4 m,运输顺槽煤层底板标高为-521.0～-555.3 m。

西起F5断层(矿井边界),东至F6断层。

工作面北边1222(3)W、1222(3),东边1231(3)工作面已回采完毕。

第2期东北煤炭技术N o .21996年4月 Coal Technol ogy of N ortheast China A p r .1996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Abstract T he paper introduces the dis po sal p rocess of s pontaneous com busti on of the re 2m a m ed coal in the goaf of coal face 23040in Gaozhuang coal m ine of p ing ding shan M ine Bu 2reau ,and then analyses the key techn ique ,s pecific m easures ,and its effect of p reven ting s ponta 2neous com busti on of re m ained coal in the goaf of the m ine .Keywords goaf ,coal s pon taneous com busti on ,air leakage ,igniti on s ource 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。

防突措施有效半径的测定方法1、超前钻孔有效排放半径测定方法使用钻孔流量法测定超前钻孔有效排放半径的步骤如下：沿工作面软分层打3~5个相互平行的测量钻孔，孔径42mm，孔长5~7m，间距0.3~0.5m；如下图；软分层2--超前钻孔3-5--测量钻孔2）对各测量孔进行封孔，封孔时保证测量室长度为1m；3）钻孔密封后，立即测量钻孔瓦斯涌出量，并每隔2~10min测定一次，每一测量孔测定次数不得小于5次；4）在距最边缘测量孔钻孔中心0.5m处，打一个平行于测量孔的超前钻孔（直径是待考查超前钻孔有效排放半径的钻孔直径），在打超前钻孔过程中，记录钻孔长度、时间和各测量孔的瓦斯涌出量变化；5）超前钻孔打完后，每隔2~10min测定各测量孔的瓦斯涌出量；6）打完超前钻孔后测定2h；7）绘制出各测量孔的瓦斯涌出量变化图；8）如果连续3次测定测量孔的瓦斯涌出量都比打超前钻孔前增大10%，即表明该测量孔处于超前钻孔的有效排放半径之内。

符合本条文本项中上述的测量孔距排放钻孔的最远距离，即为超前钻孔的有效排放半径。

2、其他防突措施参数的测定法正确选用各种防突措施施工参数是提高措施安全可靠性的首要条件。

过去因测定复杂，通常根据经验确定，因而影响了防突措施的防突效果。

用钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标法测定防突措施的施工参数（即超前排放钻孔和深孔松动爆破防突措施有效半径的确定），是一种经济、省时、省力的好办法。

在没有执行防突措施的有突出危险的采掘工作面，在其软分层中先打一个考查孔，测量每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标、钻孔瓦斯涌出初速度。

钻孔长8~10m，孔径φ42mm；然后进行扩孔排放或直接装药后松动爆破。

按施工要求，确定排放时间，当到达时间后，在该孔附近的软分层中打一与此孔有一定角度的测试孔，测量其每米的钻屑量与钻屑瓦斯解吸指标、钻孔瓦斯涌出初速度。

将两个钻孔同一深度范围内所测到的数据和两点之间的间距进行分析，当其小于临界指标值时，相应两点之最大间距，确定为该措施的有效影响半径。

煤矿瓦斯防治技术煤矿发生瓦斯灾害事故有诸多方面的影响因素，但归结起来主要有自然条件、管理和技术三方面因素，要控制瓦斯灾害事故，必须从后两方面同时人手，强化管理和监督，提升防灾技术和装备水平。

近几年，国家执行关井压产、安全生产责任追究制、建立健全安全生产法规、制定相应的经济制约政策、强化安全监察体系的建立等，主要是从改变管理因素方面着手，取得了好的效果，但仍有一个完善过程。

在技术和装备方面，近几年也有长足的进展，形成了一套行之有效的防灾技术体系。

I．煤矿瓦斯防治方针瓦斯作为煤矿的五大灾害之一，历届国家煤炭工业管理部门都非常重视瓦斯防治工作，特别是近十几年来，把防治瓦斯作为煤矿安全生产的头等大事来抓，先后制定了许多有效的规章制度和配套措施。

原煤炭部1993年6月公布的《关于国有煤矿防治重大瓦斯煤尘事故的规定》，就提出高瓦斯掘进工作面必须执行“三专、两闭锁〞措施，煤与瓦斯特别危险的采掘工作面必须执行“四位一体〞综合防突措施，并提出瓦斯抽放矿井执行“多钻孔、严封闭、综合抽〞的九字方针。

1994年9月，以部长令的形式重申了防治国有、地方、乡镇煤矿重大瓦斯事故的“三个十条〞规定。

1996年6月，原煤炭部专门在山西阳泉、矿务局召开防治瓦斯现场经验交流会，全面推广了阳泉局健全通风、抽放、监控三大系统，保持先抽后采、以风定产的经验。

同时结合淮南局当年发生的“〞特大事故，决定在淮南建设瓦斯治理示范工程，保持先抽后采。

1997年4月原煤炭部又专门公布了《矿井瓦斯抽放管理规范》。

1998年1月原煤炭部公布的第1号文件又针对防治瓦斯灾害，提出“六个不准，，的要求。

依据我国煤矿安全生产的实际状况，在认真总结借鉴煤矿瓦斯治理工作经验教训的基础上，国家煤矿安全监察局提出了“先抽后采、监测监控、以风定产〞的十二字方针。

2．改善煤矿安全状况综合配套和关键技术研究“改善煤矿安全状况综合配套和关键技术的研究〞是“九五〞国家重点科技攻关项目，该项目充分发挥了煤炭行业科研院校及示范矿区煤炭企业的整体优势，以平顶山煤业(集团)有限责任公司、阳泉煤业(集团)有限责任公司和煤炭科学研究总院、中国矿业大学等16个产学研单位相结合的方式，通过近5年的集中攻关试验，解决了煤矿安全生产的许多关键技术和共性技术，使我国矿井防灾减灾的总体综合能力在“八五〞的基础上得到了进一步的完善配套，并建成了平顶山矿区瓦斯灾害综合治理示范基地和阳泉矿区瓦斯抽放与利用试验基地。

煤与瓦斯突出研究与实践【摘要】某矿为高瓦斯矿井，所采煤层有自燃发火倾向和煤尘爆炸危险性，矿井原设计生产能力为300万吨。

11煤层为主采煤层，具有突出危险性，该文通过对该矿煤与瓦斯异常涌出动力现象的分析，提出了有针对性的预防煤与瓦斯突出措施，为类似条件的矿井提供借鉴。

【关键词】矿井；煤与瓦斯；突出规律1.某矿煤与瓦斯突出规律某矿为高瓦斯矿井，所采煤层有自燃发火倾向和煤尘爆炸危险性，矿井原设计生产能力为300万吨。

11煤层为主采煤层，具有突出危险性，2006年11月～2007年5月共发生4起瓦斯异常涌出动力现象（压出型小型突出）随着开采水平的延深，煤与瓦斯的动力现象出现频率会有所增强。

1.1该矿煤与瓦斯突出的特点（1）已发生的几起煤与瓦斯突出均发生在11煤层中，而且都发生在掘进工作面。

11煤为主采煤层，上部有一厚度0.3～0.1m的软煤，煤层坚固性系数 f=0.17，节理发育，断口参差多角，瓦斯异常涌出量远远大于30m3/min。

（2）突出危险性随开采深度的增加而增大。

主要表现在突出次数增多，强度增大，其突出的瓦斯涌出量由最初的448m3增加到1222 m3。

（3）突出危险性随煤层厚度增加而增大，尤其是在煤体较为松软时，煤体破坏越严重，强度越小，突出的危险性也越大。

（4）突出多发生在地质构造地带，掘进工作面受断层影响或煤层变厚，而发生突出占有很大的比例，所有的突出地点都有煤层赋存状态如厚度，倾角，走向，层理变化。

（5）瓦斯异常涌出通常都发生在巷道底部煤割完后，开始割上部煤体时，原因是造成了上部煤体悬空，煤体在自重力的作用下片帮，诱导瓦斯涌出。

（6）在瓦斯富集区施工，煤与瓦斯异常涌出的频率明显增加。

（7）发生突出的煤尘顶底板多为泥岩，细粉砂岩，页岩等透气性较差的岩层，该类岩石为瓦斯的封闭及赋存提供了较好的条件。

（8）上山作业施工，突出危险性加大，除自燃因素外，对于突出来说，采掘作业是一个诱导因素，但上山施工远比平巷及下山施工导致突出的威胁要大的多。

22071运输顺槽煤层瓦斯有效抽放半径测定及抽放效果考察钻孔施工安全技术组织措施一、工程概况瓦斯抽采是煤矿瓦斯灾害防治的重要手段，抽采钻孔设计是决定经济高效抽采的关键因素。

《防治煤与瓦斯突出规定》第五十条：预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽采半径确定。

因此，有效半径的考察是保证高效瓦斯抽采的重要前提，直接关系到预抽钻孔密度和预抽时间的长短，所以准确测定瓦斯抽采半径是很重要的一项工作。

有效抽采半径是指钻孔抽采一定时间后能实现瓦斯抽采达标范围，这个范围用以钻孔为中心的半径来表示。

研究表明，随着抽采钻孔孔径和抽采时间不同，瓦斯抽采半径也不同，一般来说，抽采时间越长，瓦斯抽采半径越大，而钻孔孔径越大，瓦斯抽采半径达到有效性指标所需要的时间就越短。

但是依据煤层瓦斯流动理论，单纯采用增大钻孔直径的方法并不能取得满意的抽采效果。

所以，确定合理抽采时间和合理的瓦斯抽采半径，对提高煤层瓦斯抽采效果有很重要意义。

同时，在确定瓦斯抽采有效半径的情况下，考察在合理的瓦斯预抽期内，抽采效果的有效性评价也是瓦斯抽采的重要指标之一，因此，对不同的钻孔布置方式进行瓦斯抽采效果的考察可对矿井瓦斯治理设计和施工提供技术依据，为矿井的安全生产提供保障。

为明确确定矿井瓦斯抽采钻孔的有效抽采半径及瓦斯抽采效果，矿井与河南理工大学开展了“禹州枣园煤业有限公司瓦斯治理钻孔有效抽放半径和抽采效果考察研究与应用”研究工作；需在22071运输顺槽71P-14测点~71P-16测点之间施工10个观测钻孔，2个抽放钻孔。

为保证施工期间的安全，特制定本安全技术组织措施。

二、施工地点及时间施工地点：22071运输顺槽施工时间：2017年月日起四、组织措施1、本次施工负责人为防突队队长。

2、本次施工现场负责人为防突队跟班队长。

3、本次施工技术负责人为防突队技术员。

4、施工时由跟班队长负责，派专人认真检查施工地点的安全情况，发现隐患必须及时处理，在确保安全的前提下方可安排人员施工。