[发明专利]一种井下注气测定煤层各向异性透气性系数的方法

权利要求书

1.一种井下注气测定煤层各向异性透气性系数的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

（1）在开采煤层的运输巷或风巷内，选择煤层较为完好、无断层、无破碎、无抽采孔影响的一段煤层巷道壁面，在煤层巷道壁面的测试段上建立测试坐标系；

（2）在测试段区域以外钻取煤芯标准试件，测定煤的物理力学参数，计算煤层巷道塑性区半径R；

（3）在（1）中建立的坐标系中，以坐标零点为开钻点，垂直于煤层巷道壁面打一个钻孔，将此孔作为注气孔，注气孔的深度大于煤巷塑性区半径R减去巷道半径R₀的长度；分别在x轴方向、y轴方向、xy45°方向的一定距离处，各施工一个垂直于煤层巷道壁面的钻孔，作为流量测定孔，流量测定孔的深度不小于煤巷塑性区半径R减去巷道半径R₀的长度；

（4）将注气孔和流量测定孔进行封孔，封孔深度均不小于塑性区半径R减去巷道半径R₀的长度，且小于注气孔或流量测定孔的深度；煤巷塑性区内侧为弹性区，注气孔和流量测定孔与弹性区形成空间为煤层气室；注气孔和流量测定孔封时每个孔设置一个孔径相同的导气装置，所述导气装置连通煤层气室和煤层巷道；

（5）将压缩气体注入注气孔，等待流量测定孔的气体流量稳定后，测定各流量测定孔的气体流量；

（6）根据压缩气体的动力粘性系数和注气压力、注气孔与流量测定孔连线的孔边距离、测量的各流量测定孔压力和气体流量关系计算各测定方向的透气性系数的大小、、，根据、、确定x、y平面上任何方向的各向异性透气性系数。

2.根据权利要求1所述的一种井下注气测定煤层各向异性透气性系数的方法，其特征在于，所述导气装置为导气铁管，所述导气铁管伸入煤层壁面的深度与煤巷塑性区半径R减去巷道半径R₀的长度相同。

3.根据权利要求1所述的一种井下注气测定煤层各向异性透气性系数的方法，其特征在于，所述压缩气体为空气、二氧化碳、氮气和氦气中的一种气体。

4.根据权利要求1所述的一种井下注气测定煤层各向异性透气性系数的方法，其特征在于，所述压缩气体的压力为3-6MPa。

5.根据权利要求1中任意一条权利要要求所述的一种井下注气测定煤层各向异性透气性系数的方法，其特征在于，注气孔与x方向、y方向流量测定孔的孔间距为0.5～1m，注气孔与xy45°方向流量测定孔的孔间距为0.7～1.5m。

6.根据权利要求1-5中任意一条权利要要求所述的一种井下注气测定煤层各向异性透气性系数的方法，其特征在于，注气孔与x方向和与y方向流量测定孔的孔间距均为600mm，注气孔与xy45°方向流量测定孔的孔间距为600mm。

7.根据权利要求1-5中任意一条权利要要求所述的一种井下注气测定煤层各向异性透气性系数的方法，其特征在于，所述注气孔和流量测定孔的孔直径为120mm。