石門揭煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果評價方法
2023-06-05 07:13:36
石門揭煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果評價方法
【專利摘要】本發明提供的一種石門揭煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果評價方法，包括在防突措施控制範圍內的揭煤區域均勻布置鑽孔，並獲取擴孔均勻度和排出鑽屑率，根據擴孔均勻度是否符合處在預先設定的範圍以及排出鑽屑率是否超出預先設定的閾值，實現對高壓水射流擴孔卸壓效果和礦井瓦斯防突效果的評定，方法簡單，易於操作，適用性強，避免了因揭煤區域鑽孔密集導致指標無法測定或誤差較大，保證了測定值的準確度。
【專利說明】石口揭煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果評價方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及煤礦領域，尤其涉及一種石口掲煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果評 價方法。
【背景技術】
[0002] 煤礦領域是我國經濟發展的重要組成部分，近年來煤礦領域的安全性問題一直受 到人們的廣泛關注，眾所周知，由於煤礦石口掲煤突出危險性高，掲煤工程量大、工期較長 等原因，嚴重製約了礦井的安全高效生產。
[0003] 針對我國煤礦煤層鬆軟、透氣性低的特點，隨著開採逐步加深而地應力顯著增大， 為了能夠提高掲煤區鑽孔抽採效果，我國礦井石口掲煤過程普遍採用高壓水射流擴孔卸 壓、增透措施，並將殘餘瓦斯壓力、殘餘瓦斯含量和抽採率作為區域措施效果評價的主要指 標。然而現有的評價方法和指標主要存在W下兩個方面的不足：
[0004] 1.未考慮擴孔、抽採的均勻性，由於擴孔工藝所限，不同鑽孔的擴孔效果可能差異 性較大，進而導致各鑽孔控制區域煤層的卸壓效果和抽採效果不盡相同，因而在總體抽採 達標的時，可能局部仍存在不達標區域；
[0005] 2.未對擴孔卸壓和防突效果進行評價，現有卸壓和防突效果評價方法主要從瓦斯 的抽採效果進行分析，而未從應力（地應力、瓦斯內能）解除效果來對卸壓和防突效果進行 評價。
【發明內容】
[0006] 有鑑於此，本發明提供一種石口掲煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果評價方法， 針對石口掲煤高壓水射流擴孔強化卸壓增透措施，在已有法規規定的防突評價指標的基礎 上，利用均勻排出鑽屑作為石口掲煤區域防突措施效果的一種新的評價方法。
[0007] 本發明提供的石口掲煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果的評價方法，包括：獲取 擴孔均勻度和排出鑽屑率，所述擴孔均勻度包括平均擴孔直徑和擴孔直徑標準差，根據擴 孔直徑標準差是否符合預先設定合格範圍W及排出鑽屑率是否超出預先設定的闊值，實現 對高壓水射流擴孔卸壓效果和礦井瓦斯防突效果的評定。
[0008] 進一步，所述排出鑽屑率利用如下公式獲取： 星
[0009] || =導
[0010] 其中T'為鑽孔擴出的煤屑量，T為掲煤區域防突措施控制範圍內的煤層儲量，n 為排出鑽屑率。
[0011] 進一步，所述排出鑽屑率的闊值根據掲煤區具體實際地質參數和環境參數確定。
[0012] 進一步，所述擴孔直徑標準差利用如下公式獲取：
[0013]
【權利要求】
1. 一種石門揭煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果的評價方法，其特徵在於： a. 在防突措施控制範圍內的揭煤區域均勻鑽孔； b. 檢測各孔的直徑以及排出鑽屑率，並依據各孔的直徑獲取擴孔均勻度； c. 將排出鑽屑率和擴孔均勻度分別與預設的排出鑽屑率閾值和擴孔均勻度閾值進行 比較，若擴孔均勻度在擴孔均勻度閾值範圍內且排出鑽屑率小於排出鑽屑率閾值，判定卸 壓及防突效果良好。
2. 根據權利要求1所述石門揭煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果的評價方法，其特徵 在於：測量鑽孔擴出煤屑量，及防突措施控制範圍內的揭煤區域的煤層儲量，利用如下公式 獲取排出鑽屑率：
其中Iw為鑽孔擴出的煤屑量，T為揭煤區域防突措施控制範圍內的煤層儲量，η為排 出鑽屑率。
3. 根據權利要求2所述石門揭煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果的評價方法，其特徵 在於：所述排出鑽屑率的閾值根據揭煤區域的實際地質參數和環境參數確定。
4. 根據權利要求1所述石門揭煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果的評價方法，其特徵 在於：所述擴孔均勻度包括平均擴孔直徑和擴孔直徑標準差，所述擴孔直徑標準差利用如 下公式獲取：
其中，Sd為擴孔直徑標準差，(Γ公為平均擴孔直徑，Cli為鑽孔每次鑽進等距離長度的等 效直徑，η為鑽進的次數，i表示1?η之間的整數。
5. 根據權利要求4所述石門揭煤高壓水射流擴孔卸壓和防突效果的評價方法，其特徵 在於：所述平均擴孔直徑d_通過測量全孔段長度、擴出的煤量以及煤的密度來獲取。
【文檔編號】E21F17/00GK104389636SQ201410536469
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月11日 優先權日:2014年10月11日
【發明者】孟賢正, 曹建軍, 張永將, 劉軍, 徐遵玉, 程國建, 陳國紅, 李成成, 袁本慶 申請人:中煤科工集團重慶研究院有限公司