钻孔抽放半径测定方案

钻孔抽放半径测定方案为合理选择抽放钻孔的间距，确定适宜的抽放时间，在-600东翼运输大巷进行了瓦斯抽放半径的实验，特制定本方案。一、-600东翼运输大巷的煤岩层赋存特征-600m水平延深东翼运输大巷为穿层全岩巷道，该地层为一单斜构造，地层走向35。〜61°，倾向北西，平均倾角8〜10°，-600m水平东翼运输大巷按5%。上坡掘进，巷道开门点七层煤位于巷道顶板以上1.5m处，巷道掘进1160m范围内巷道将沿七层煤底板砂岩掘进，剩余740m为穿层掘进，将先后穿过粉砂岩、细粒砂岩、粉砂岩、八层煤、细粒砂岩、粉砂岩、二灰、九层煤。煤7:厚1.0米，黑色，条痕黑褐色，成分主要为亮煤,镜煤和暗煤，玻璃光泽，阶梯状断口，内生裂隙发育，属半亮型煤，中间夹含黄铁矿结核，容重1.53t/m3o粉砂岩：厚1.3m，深灰色,薄层状，含植物根及茎部化石。硬度系数f=5。细粒砂岩，厚度约6.0米，浅灰〜灰色，夹线理状及薄层状粉砂岩，断面见叶片化石发育水平，缓波状及波状层理，成分以石英为主，长石次之，含植物化石，钙质胶结，厚层状，裂隙被方解石充填，较坚硬，硬度系数f=6〜7。粉砂岩：厚度为5.5米，深灰色，含植物根化石，下部夹细砂岩薄层条带，含少量植物碎片化石，硬度系数f=3.0。8煤：厚度0.3mo细粒砂岩：厚度约为7.0米，浅灰-灰色，致密、坚硬，成份以石英、长石为主，暗色矿物次之，具水平层理，含炭化植物碎片化石，f=5〜6.0o粉砂岩：厚度约为7.6米，灰色，平坦，参差和贝壳状断口，有泥岩细砂岩夹层，有生物扰动构造，具水平纹理，含少量动植物碎屑化石。f=5〜6.0o二灰：厚度2.0m，灰色，含海百合茎，珊瑚及腕足动物碎片化石,顶，底部不纯,含泥质，裂隙较发育，被方解石充填。9煤：厚度0.3m。二、施工设计1、 施工器具：089mm冲击钻头、ZQS-100B型潜孔钻机。2、 施工钻孔参数：在-600运输大巷两帮内底板以上1.2m处施工12个穿层钻孔，每3个钻孔为一组，以穿过煤层0.5m为止。每帮施工两组6个钻孔。左帮第一组钻孔：间距分别为1m、0.5m，仰角6。。左帮第二组钻孔分别为：1.5m、2.0m，仰角6。。两组钻孔间距10m。右帮第一组钻孔：间距分别为1m、0.5m，仰角14。。左帮第二组钻孔分别为：1.5m、

2.0m，仰角14°。两组钻孔间距10m。具体参数及示意图如下：测压孔参数表组号编号钻孔仰角（°）钻孔与巷道中心线的水平夹角（°）开空位置距离7煤层距离（m）煤层倾角（°）煤层厚度（m）岩石段长度（m）钻孔施工长度（m）左帮一组18904.3m8115.920.528904.3m8115.920.538904.3m8115.920.5左帮二组48904.3m8115.920.558904.3m8115.920.568904.3m8115.920.5右帮一组726904.6m8115.520.3826904.6m8115.520.3926904.6m8115.520.3右帮二组1026904.6m8115.520.31126904.6m8115.520.31226904.6m8115.520.3左帮测压钻孔侧视图单位(m)右帮测压钻孔侧视图

单位(m)3.1左帮测压钻孔开孔位置示意图单位(m)OH」』OH」』-”二wP-■」7 7 7 .■■■ 7右帮测压钻孔开孔位置示意图右帮测压钻孔开孔位置示意图单位(m)匕八p匕八p-Jkpp-57 7 7 7测压钻孔平面示意图组组-600东翼运输大巷左二左钻机位置°Y315-600变电所组右组二三、实验1、实验原理根据瓦斯压力测定的方法来对钻孔内进行封孔观测，每组钻孔中间的钻孔实施抽放，通过观测周围钻孔压力的变化来判定，钻孔抽放的影响范围，进而确定钻孔的抽放半径。应用速凝膨胀水泥封孔测定煤层瓦斯压力基本原理是：水泥浆直接封孔，通过水泥膨胀渗入钻孔周边裂隙，杜绝瓦斯泄漏，从而使测出的瓦斯压力值等于真实的煤层瓦斯压力。钻孔施工：钻孔的开孔位置按前期设计的钻孔参数进行钻孔施工。保证钻孔平直、孔形完整，穿透被测煤层。在换钻头过程中，要求保持钻孔的中心点一致，并保持一致的钻孔倾角、方位角度。钻孔打过煤层顶板约0.5m后停止打钻。在钻孔施工中，应准确记录钻孔参数、钻孔见煤深度，煤层厚度，以及钻孔开孔时间、见煤时间及结束时间。并按表2所示格式详细记录。表2测压钻孔施工参数记录表钻孔编号钻孔参数岩孑L长度(m)煤孔长度(m)施工时间倾角(°)方位角(°)孔长(m)开孔见煤终孔

2）提高封孔质量是确保钻孔准确测定煤层瓦斯参数的重要因素。为了提高封孔质量，可以采用机械注水泥砂浆封孔，同时增大封孔长度，以提高封孔的效果。为确保封孔质量，注浆长度应不小于15m，水泥沙浆可配制成能输送的最大浓度。在钻孔施工完成，将准备好的材料和设备输送到钻孔位置后就可以封孔，整个封孔过程需要3〜5人协作完成，其中包括一名专业技术人员。钻孔施工完成后立即封孔。封孔示意图如图1所示。图1测压封孔示意图3）封孔前期准备封孔前应有电工到场以保证在封孔期间不断电、掉电、电器设备完好及线路连接正常。调整封孔泵的位置，尽量水平放置，保证其稳定性，放置在安全位置，不严重影响巷道行人。接引水路，正常供水。封孔材料准备完全。封孔前应制定相关安全技术措施。4）向钻孔送环形测压管环形管在最前端，并在外层用铁丝扎紧包裹一层纱窗布，一定将测压管立放排水管在下、气管在上。依次连接测压管，并用管钳上紧，逐步送入钻孔内。在连接测压管过程中，管接头处要缠生料带以加强气密性。在送入测压管的过程中，既要保证管路连接正常，又要注意安全，防止测压管沿钻孔掉下伤人、损坏设备等。当全部管路送入钻孔后，要用钻杆或木条等支撑住孔口木塞，地面用木板垫实。一方面是保证管路稳定，不下滑；另一方面是加强支护，保证注浆后的钻孔及管路稳定性。支撑钻杆或木条要维持到水泥浆凝固后方可撤去，其间不要随意移动。可以用聚氨脂代替木塞，每个孔用6〜8支。若同一地点有多个钻孔需要封孔，可以先将所有钻孔的测压管输送完毕后再注浆。5）注浆在搅拌桶中将足量水泥、“U”型膨胀剂、速凝剂与清水均匀混合，搅拌成糊状，“U”型膨胀剂的用量为水泥的10%左右，速凝剂的用量为水泥量的2〜4%左右。水泥、水膨胀剂、速凝剂的用量比值一般情况下为，水泥：水：膨胀剂二2:1:0.2。水泥浆的粘度根据钻孔倾角、封孔长度、注浆泵类型及能力等具体情况和现场经验而定。水泥浆的注入量大概在50Kg/10m钻孔左右。用泥浆泵一次连续将水泥浆注入钻孔内。当估计到注入的水泥浆快达到筛孔管位置时，应由技术人员或资深熟练工人观察测压管口是否有清水回流现象，这个现象被称为回浆或反浆。如果回浆成功则立即停止封孔泵的电源，本孔注浆完毕。完全关闭注浆管球阀，拆卸高压注浆管。钻孔封完后要及时清洗，防止水泥浆在泵及高压输浆管中凝固或沉淀。2、 全部施工完毕后，将2#、5#、8#、11#钻孔连入抽放管路进行抽放。其中2#、5#抽采负压通过调节控制阀门将负压调节至15kpa；8#、11#钻孔抽采负压通过调节控制阀门将负压调节至20kpa。并记录抽放开始时间。3、 瓦斯压力及瓦斯浓度变化观测方法1）测压管理必须设专人负责瓦斯压力的测定工作。在瓦斯压力测定过程中，应作好各种参数及施工情况的记录。被动测压法应每天观测一次。在观测中发现瓦斯压力值变化较大，则应增加观测次数。每天通过液位观察管观察放水器内的水量，保证水量不超过容器的1/4。2） 瓦斯压力观测时间观测记录时间为50天。3） 瓦斯压力及瓦斯浓度的确定将观测结果绘制在以时间（d）为横坐标，瓦斯压力（MPa）为纵坐标的坐标图上，当测压时间达到50天时如压力变化小于0.005MPa/d，瓦斯浓度变化小于1%/d，测试工作即可结束；否则，应延长时间。表3 瓦斯压力及抽采负压变化记录格式表矿井名称赵官能源 煤层名称 煤层厚度 时间表压力（Mpa）抽采负压（kpa）1#3#4#6#7#9#10#8#12#2#5#8#11#备P注表4 瓦斯浓度变化记录格式表矿井名称赵官能源 煤层名称 煤层厚度 时瓦斯浓度（%）抽采瓦斯浓度（%）

间1#3#4#6#7#9#10#8#12#2#5#8#11#备P注4、抽放半径的确定方法根据瓦斯压力、钻孔内瓦斯浓度的变化情况分别绘制每一个钻孔的变化曲线。钻孔压力测定值成为0或者负压状态且钻孔内瓦斯浓度与相邻钻孔内抽放浓度相同的钻孔，为抽采影响范围内的钻孔。受影响的钻孔与抽放钻孔的最大距离则为钻孔的抽放半径。5、瓦斯抽放时间的确定分析抽采