鹤壁二1煤层穿层钻孔测试抽放半径研究

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1、2010年第2期能源技术与管理doi：10．3969~．issn．1672-~43．2010．02．013鹤壁二1煤层穿层钻孔测试抽放半径研究柴磊，史宗保，魏平儒(河南理工大学能源学院，河南焦作454003)[摘要]用流量法对二煤底板岩石穿层抽放钻孔预抽瓦斯抽放半径进行测定，测出了鹤壁煤田北部鹤壁中泰四矿的煤层瓦斯抽放半径，确定了合理的抽放半径。[关键词]穿层钻孔；抽放半径[中图分类号]TD712+．62[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2010)020292平巷废弃的炸药库外口。该地区瓦斯

2、动力现象特1矿井概况别剧烈，在一450轨道平巷掘进过程中顶钻、卡钻、鹤壁煤田位于河南省北部，太行山东侧，由安响煤炮现象严重。根据钻孔资料，煤层厚度为阳、鹤壁两大矿区组成，南北长80余km，东西宽8．03～9．01m，平均厚度8．3m。煤层夹矸厚5～20km，面积约840km。鹤壁中泰矿业有限公司0．23～0．37m，平均0．3m，属稳定型复杂构造煤层。原为鹤壁煤电股份有限公司四矿，位于鹤壁矿区鉴于中泰四矿地质条件复杂，钻孔设计如图l所北部，年实际生产能力可达165万t。矿井为煤与示，其中2孔和5孔为抽放钻

3、孔，1、3、4孔为测瓦斯突出矿井，矿井瓦斯相对涌出量22．17m3／t，试钻孔。钻机采用150钻机、75mm钻头施工，孔绝对瓦斯涌出量62．09m3／min。煤尘有爆炸危险深25m，在13．5m处见煤。性，爆炸指数为15．87％。煤层不易自燃。矿井开采深度400m左右，无冲击地压发生的危险。为加强瓦斯抽采技术管理，提高瓦斯抽采效果，提高抽放钻孔的利用率及施工速度，对排放半径的测试和确定是非常必要的。2试验原理及方法2．1实验原理钻孔抽放瓦斯有效半径是本煤层抽放钻孔设图1钻孔布置示意图计的重要依据。钻孔在预

4、抽煤层瓦斯时，在煤层瓦2．3钻孔的封孔工艺斯压力和孔底负压的共同作用下，钻孑L周围煤体瓦斯钻孔的抽放半径与钻孔封孔质量的好坏的瓦斯不断进入钻孑L被抽走，形成以钻孔中线为有很大关系，封孔位置、长度、封孔材料和封孔质轴心的类似圆形的抽放影响圈，抽放影响圈的半量都直接影响钻孔抽放半径，直接影响到数据的径称之为抽放影响半径；随着抽放时间的延长，抽准确性，本次测试是针对鹤壁中泰公司煤矿常使放影响半径会逐渐加大，直到煤层瓦斯压力与孔用的封孑L方法进行的。封孔工艺采用聚氨酯膨胀底负压之差不足以克服深部煤体瓦斯运移到钻孔

5、水泥综合封孔法进行封孔，钻孔前段用聚氨酯封的阻力时为止⋯。在钻孔抽放影响圈内，煤体的瓦孔，封孔23m，并用木塞塞住钻孔口，其目的是斯压力会不断降低，钻孔瓦斯涌出量会降低；在抽为了固定测试管和注浆管，防止水泥砂浆倒流。用放钻孔周边不同距离地点布置孔口密封的测试钻水泥砂浆封孔深度8m以上，注浆管用4根2m孔，通过测定测试钻孔内瓦斯涌出量的变化，即可长的4钢管，测试管采用5根2m长的4钢管确定钻孔的抽放影响半径。根据测试地点的具体并在最里端加一根2m长的花管，防止煤尘堵塞条件此次测试采用流量法测试。测试孔。注浆

6、时观测测试管，发现测试管流出水泥2．2测试地点的选择及钻孔设计砂浆时立刻停止注浆，并堵死注浆管。测试地点为中泰四矿改扩建地区，一450轨道2．4观测方法30柴磊，等鹤壁二煤层穿层钻孑L测试抽放半径研究2010年第2期待水泥砂浆凝固48h后，先不接抽放管路，用表1瓦斯流量统计表瓦斯流量表测量1孔和3孔的流量，每隔10min时间／(m：时间／(m3，．'-~Li一．)测试一个数据，每次测量1min瓦斯流量。开始20O9—D4一4T16：3712X1O。42009～04—24T16：3214×101d观测2个班

7、，每个班观测l0组数据，连续观测2009—04—29TlO：3Ol7×l0。42oo9～04—27Tl6：4O14×l0。42d，1孔的平均流量为10×104m3／min，浓度20o9一O5—O1T10：3l16×1020o9-04—30T16：40l2×10r442．6％；3孔的平均流量为15X104m3／min，浓度2O0一9—I0Ⅷ5—巨09一T／1：0}：25稠16Xl020o9～05一一Ou7luTvl￡6Ⅲ：55一16X嘲1斌047．4％。然后把2孔连接上抽放管路系统。该地区O25lOl5×2

8、l15O50××××l表2瓦斯浓度变化X表XKl三水平瓦斯泵房安装有CBF一510—200型和ll101l104040时间1孔，％时间3孔，％2BE1355型水环式真空泵各1台，抽放浓度20％，2009一O4—255620o9—04—2460抽放负压66kPa，月抽放纯量为35万m左右。通20o9一O4—296820o9—04—2770．7过测试得到2孑L的抽放负压为32585Pa，并观测20o9—05一Ol78．52O()9