[发明专利]确定水力冲孔有效抽采半径的方法

权利要求书

1.一种确定水力冲孔有效抽采半径的方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1、前期准备

1a)将煤样破碎筛分备用，对传感器进行标定备用；

1b)型煤成型，在试件箱内对煤样进行加压成型，并在成型过程中埋入预埋杆；并且，在型煤内选取与预埋杆垂直的至少一个断面，在每一断面上均布有多个传感器，所述传感器也在型煤成型过程中埋入，所述传感器均为气体压力传感器；

1c)安装试件箱盖板并检查密封效果；

1d)连接箱体传感器和电脑；将箱体的进气管路与真空泵连接，将预埋杆取出，安装抽采管，将抽采管出口与流量计相连；

步骤2、第一次瓦斯抽采试验

开启应力加载及数据采集系统，对箱体三个方向施加试验设定的预应力；然后启动真空泵对煤样进行抽真空；抽真空完成后连接进气管路和甲烷气瓶，按照试验设定的吸附平衡气压Pj进行瓦斯吸附；吸附完成后，打开抽采管进行第一次瓦斯抽采；

步骤3、水力冲孔试验

第一次瓦斯抽采试验结束后，在预应力下，将力加载改为位移控制；安装冲孔装置，并将冲孔装置与高压水泵相连，进行水力冲孔；

步骤4、第二次瓦斯抽采试验

水力冲孔试验结束后，停止三向加载，拆除冲孔装置，重复步骤2的操作进行第二次瓦斯抽采；

步骤5、数据整理

收集第一次瓦斯抽采试验和第二次瓦斯抽采试验过程中的气体压力数据，

将第一次瓦斯抽采试验中各个断面传感器采集的气体压力数据分别导入ORIGIN软件，并各自绘制各个断面的等压线图，在各个等压线图上选取Pmi＝0.49Pj的等压线，并计算每一Pmi等压线所包含的面积Smi，然后根据S＝πr²计算每一面积对应的半径Rmi，最后计算第一次瓦斯抽采试验中所有断面半径Rmi的平均值Rm，Rm即为第一次瓦斯抽采试验的有效抽采半径；

将第二次瓦斯抽采试验中各个断面传感器采集的气体压力数据分别导入ORIGIN软件，并各自绘制各个断面的等压线图，在各个等压线图上选取Pni＝0.49Pj的等压线，并计算每一Pni等压线所包含的面积Sni，然后根据S＝πr²计算每一面积对应的半径Rni，最后计算第二次瓦斯抽采试验中所有断面半径Rni的平均值Rn，Rn即为第二次瓦斯抽采试验的有效抽采半径；

步骤6、水力冲孔有效抽采半径的确定

根据计算水力冲孔的有效抽采半径，其中Ri为传统抽采方法的有效抽采半径，Rj为水利冲孔增透抽采的有效抽采半径。

2.根据权利要求1所述确定水力冲孔有效抽采半径的方法，其特征在于：在步骤5中计算Pmi等压线所包含的面积Smi时，先将断面的等压线图导入Photoshop软件，选取Pmi等压线，选择视图下直方图，即可获取Pmi等压线内的像素数I1；再选取整个断面边界，获取整个断面内的像素数I2，根据即可计算出有效抽采面积,其中S2为整个断面的面积，也即型煤试样的断面面积；每一Sni的计算方法与Smi的计算方法相同。

3.根据权利要求1或2所述确定水力冲孔有效抽采半径的方法，其特征在于：步骤1中，型煤分4层成型，即先在箱体底部铺一层煤样，同时在煤样内相应位置埋入传感器，然后加压成型；接着进行第二层煤样铺设及成型；当第二层型煤成型后埋入预埋杆；然后依次进行第三层、第四层型煤成型。

4.根据权利要求3所述确定水力冲孔有效抽采半径的方法，其特征在于：步骤1中，成型的型煤试样体积为410*410*1050mm³，所述预埋杆沿型煤试样的长度方向布置。