程国志

（重庆天弘矿业有限责任公司盐井一矿，重庆 400000）

基于钻孔瓦斯压力测试的有效抽采半径研究

程国志

（重庆天弘矿业有限责任公司盐井一矿，重庆 400000）

为了有效地对瓦斯进行抽采，确保煤矿的安全生产，以某煤矿1231工作面为例，采用钻孔瓦斯压力测试的方法，依据瓦斯有效抽采半径测定原理，研究瓦斯抽采压力变化及瓦斯压降率变化。研究得出：在对瓦斯进行抽采时，距离瓦斯抽放孔越远，瓦斯压力降低幅度越慢，下降幅度越低；随着测试孔与预抽孔之间距离的增大，钻孔瓦斯压降率逐渐减小；本煤层瓦斯抽采半径为1m。

瓦斯压力；有效抽采半径；测试孔；预抽孔；瓦斯压降率

1 瓦斯有效抽采半径测定技术原理

瓦斯在抽采的过程中，出现启动压力现象，当瓦斯压力与抽采负压之间的压差大于启动压力时，打破了压力的平衡，游离态的瓦斯不断补充，从而对瓦斯进行抽采，随着瓦斯的逐渐抽采，达到一种新的动态平衡［1-3］。

钻孔抽采瓦斯的影响范围是从钻孔边缘至煤体瓦斯压力梯度为0处，可以把该影响范围近似看作圆形区域。

为了对瓦斯抽采半径进行判断，利用式（1）对瓦斯压降率进行计算［4-10］：

式（1）中，Δη为瓦斯压降率；Pb为预抽后的瓦斯压力；Pa为预抽后的瓦斯压力。

根据瓦斯抽采半径的判别准则得出：当连续3次Δη＜10%时，钻孔位于有效抽放半径内，其中，最远有效钻孔就是瓦斯抽采的有效半径。

2 瓦斯有效抽采半径测定

2.1 抽采瓦斯钻孔布置

以某矿1231工作面为例，瓦斯抽采测试孔与预抽孔布置如图1所示，抽采瓦斯钻孔参数见表1。

图1 瓦斯抽采测试孔与预抽孔布置

表1 抽采外钻孔参数

表2 瓦斯抽采压力变化

2.2 测试结构

经过一段时间的瓦斯抽采，瓦斯抽采压力变化见表2，瓦斯抽采压力变化曲线见图2，瓦斯压降率变化曲线如图3所示。

图2 瓦斯抽采压力变化曲线

图3 瓦斯压降率变化曲线

由图2和图3可知，在预抽前，瓦斯各个钻孔的瓦斯压力分别为0.56、0.57、0.58MPa，经过为期16d的抽放瓦斯，各抽放孔瓦斯压力变化分别为0.46、0.51、0.52MPa，瓦斯压降率最终分别为17.8%、8.8%和5.3%，距离瓦斯抽放孔越远，瓦斯降压越慢，下降幅度越小。

根据判别公式可知，随着测试孔与预抽孔之间距离的增大，钻孔瓦斯压降率逐渐减小，只有1#钻孔，在瓦斯抽放第9d时，瓦斯压力降低为0.49MPa，压降率为12.5%，大于10%，而其他钻孔瓦斯压降率均小于10%，仍然在有效抽采半径内。由此可知，1#钻孔为最远的有效抽采半径，因此本煤层瓦斯抽采半径为1m。

3 结论

通过本文的研究可知：在瓦斯进行抽采时，距离瓦斯抽放孔越远，瓦斯压力降低幅度越慢，下降幅度越低；随着测试孔与预抽孔之间距离的增大，钻孔瓦斯压降率逐渐减小；本煤层瓦斯抽采半径为1m。

［1］ 姬光喜.矿井瓦斯抽采［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2011.

［2］ 王茂林.井下瓦斯抽采实用技术［M］.北京：煤炭工业出版社，2015.

［3］ 秦宾宾.钻孔有效抽采半径随孔径变化规律及在赵固一矿的应用研究［D］.焦作：河南理工大学，2013.

［4］ 张玉莹.钻孔瓦斯抽采有效半径的数值模拟研究［D］.焦作：河南理工大学，2015.

［5］ 戴思航.低渗透煤层钻孔瓦斯抽采过程研究［D］.焦作：河南理工大学，2015.

［6］ 余陶，卢平，孙金华，等.基于钻孔瓦斯流量和压力测定有效抽采半径［J］.采矿与安全工程学报，2012（4）：596-600.

［7］ 王兆丰，周少华，李志强.瓦斯抽采钻孔有效抽采半径的数值计算方法［J］.煤炭工程，2011（6）：82-84.

［8］ 刘清泉，程远平，王海锋，等.顺层钻孔有效瓦斯抽采半径数值解算方法研究［J］.煤矿开采，2012（2）：5-7.

［9］ 魏国营，秦宾宾.煤体钻孔瓦斯有效抽采半径判定技术［J］.辽宁工程技术大学学报，2013（6）：754-758.

［10］ 徐青伟，王兆丰，徐书荣，等.多煤层穿层钻孔瓦斯抽采有效抽采半径测定［J］.煤炭科学技术，2015（7）：83-88.

Study on Effective Mining Radius Based on Drilling Gas Pressure Test

Cheng Guozhi
（Yanjing No.1 Coal Mine,Chongqing Tianhong Coal Mining Co.,Ltd.,Chongqing 400000）

In order to effectively mine the gas and ensure the safe production of coal mines,taking the coal mine 1231 face as an example,the method of drilling gas pressure test was used to study the change of gas extraction pressure.The results show that the farther away from the gas drainage hole,the lower the decrease of the gas pressure and the lower the decrease rate,the lower the distance between the test hole and the pre-pumping hole.And the pressure drop of the borehole gas is gradually reduced,and the radius of the coal seam is 1m.

gas pressure；effective extraction radius；test hole；pre-pumping hole；gas drop rate

TD712

A

1003-5168（2017）11-0050-03

2017-10-01

程国志（1970-），男，大专，工程师，研究方向：煤矿机电管理。