[发明专利]一种联合测试煤层瓦斯含量和瓦斯压力确定钻孔有效抽采半径的方法

摘要

本发明公开一种联合测试煤层瓦斯含量和瓦斯压力确定钻孔有效抽采半径的方法。该方法通过合理布置与控制施工先后顺序，进行测压钻孔、抽采钻孔和瓦斯含量测试钻孔的施工，以及瓦斯压力和瓦斯含量的测试工作。以抽采后瓦斯含量测试钻孔中煤层瓦斯残余含量是否小于8m³/t或小于抽采钻孔瓦斯含量的30％为判据，确定钻孔抽采瓦斯有效半径R1。根据朗格缪尔方程中瓦斯压力和瓦斯含量的相互关系，以瓦斯压力测试钻孔内抽采后瓦斯压力P_c是否小于(P为抽采前瓦斯压力，b为吸附常数)或小于0.74MPa为判据，确定钻孔抽采瓦斯有效半径R2。联合测试法的钻孔有效抽采半径R为R1和R2中较大者，R＝max{R1,R2}。

主权项

1.一种联合测试煤层瓦斯含量和瓦斯压力确定钻孔有效抽采半径的方法，其特征在于采取如下步骤进行：步骤1：选取无构造，不受采动应力的影响，钻孔施工巷道距离待测煤层法向距离在20m至40m之间的合适测试地点；步骤2：沿钻孔施工巷道走向一字排开，布置6个测压钻孔，分别命名Y5、Y3、Y1、Y2、Y4和Y6，Y5与Y3间距2m，Y3与Y1间距2m，Y1与Y2间距5m，Y2与Y4间距2m，Y4与Y6间距2m；步骤3：6个测压钻孔施工完成后，按压力测试方法封孔测压；步骤4：待6个压力测试钻孔的瓦斯压力读值稳定后，施工抽采钻孔CH，抽采钻孔CH见煤后，采用直接法测试抽采钻孔煤层瓦斯含量X0，同时，现场采集煤样备用；步骤5：继续施工抽采钻孔，直至抽采钻孔终孔点穿透煤层顶或底板0.5m，抽采钻孔施工完成后，封孔、合茬、抽采瓦斯；步骤6：抽采钻孔CH经连续抽采d天后，停抽，分别施工煤层瓦斯含量测试钻孔H1、H2、H3和H4，测试钻孔见煤后，采用直接法测试煤层瓦斯含量，分别记为X1、X2、X3和X4；步骤7：将现场采集的煤样，带回实验室测试煤样吸附瓦斯的a和b常数；步骤8：计算并确定钻孔有效抽采半径R；钻孔有效抽采半径R确定判据，按如下方式进行：根据瓦斯含量确定有效抽采半径R1的方法是：当X0≥8m³/t时，含量测试钻孔Hi(i＝1,2…4)测得的瓦斯含量Xi(i＝1,2…4)小于8m³/t时，该钻孔距离抽采钻孔CH的距离Li(i＝1,2…4)在有效抽采半径范围内，取Li的最大值为瓦斯抽采钻孔抽采d天的有效抽采半径R1；当X0≤8m³/t时，含量测试钻孔测得的瓦斯含量Xi(i＝1,2…4)小于0.7倍的X0时，该钻孔距离抽采钻孔CH的距离Li(i＝1,2…4)在有效抽采半径范围内，取Li的最大值为瓦斯抽采钻孔抽采d天的有效抽采半径R1；根据瓦斯压力确定有效抽采半径R2的方法是：当测试的煤层瓦斯压力P≥0.74MPa时，压力测试钻孔的瓦斯压力Pi(i＝1,2…4)小于0.74MPa时，该钻孔距离抽采钻孔CH的距离Si(i＝1,2…4)在有效抽采半径范围内，取Si的最大值为瓦斯抽采钻孔抽采d天的有效抽采半径R2；当测试的煤层瓦斯压力P≤0.74MPa时，煤层瓦斯含量用近似公式表示，瓦斯含量抽采率达30％后的残余瓦斯压力为(P为测压孔抽采前瓦斯压力，b为吸附常数)，当测压钻孔经d天抽采后瓦斯压力Pi(i＝1,2…4)小于P_c时，该钻孔距离抽采钻孔CH的距离Si(i＝1,2…4)在有效抽采半径范围内，取Si的最大值为瓦斯抽采钻孔抽采d天的有效抽采半径R2；比较瓦斯含量判定的有效抽采半径R1和压力法判定的有效抽采半径R2，选其中大值为钻孔有效抽采半径R，即R＝max{R1,R2}。