[发明专利]一种巷道松动圈及钻孔漏风区域可视化探测方法

说明书

本发明公开了一种巷道松动圈及钻孔漏风区域可视化探测方法，在巷道巷帮位置向煤层中施工探测钻孔，然后在巷道壁面和探测钻孔孔内分别布置发射源与探测器，利用精准CT探测技术探测巷道松动圈及钻孔漏风区域，然后根据松动圈及钻孔漏风区域确定钻孔封孔长度，在深部煤层中准确测量巷道松动圈及钻孔漏风区域，对于提高钻孔的封孔效果以及瓦斯抽采效率等具有重要意义，其测试方法简单，操作性强，测量速度快，效果好，在本领域中具有广泛的实用性。

技术领域

本发明涉及瓦斯抽采领域，具体涉及一种巷道松动圈及钻孔漏风区域可视化探测方法。

背景技术

近年来，随着煤矿开采深度和强度的增加，矿井的开采环境持续恶化，地质构造较浅部煤层更加复杂，煤层瓦斯含量和压力不断增大，且煤层透气性较低，瓦斯抽采极其困难，给煤矿的安全生产带来很大考验。由于巷道松动圈及钻孔漏风区域无法准确测定，导致钻孔无法进行有效封孔，进一步影响煤层钻孔的有效抽采效率。准确及时的确定巷道松动圈及钻孔漏风区域，对于提高钻孔的封孔效果以及抽采效率等具有重要意义。而巷道松动圈及钻孔漏风区域不易探测，当前几乎没有可行的探测技术和手段。由于常规的抽采钻孔封孔盲目性较大，封孔长度不一，可能会导致工程量较大以及瓦斯抽采效果较差，进一步导致抽采的瓦斯浓度较低，很难资源化利用，大量低浓度瓦斯排放形成了资源浪费，同时也污染了空气。而本发明提供了一种简单、可行、准确的快速测定方法。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种巷道松动圈及钻孔漏风区域可视化探测方法，其基于精准CT探测技术，通过在巷道巷帮位置向煤层中施工探测钻孔，然后在巷道壁面和探测钻孔的孔内分别布置发射源与探测器，利用精准CT探测技术探测巷道松动圈及钻孔漏风区域，然后根据松动圈及钻孔漏风区域确定钻孔封孔长度，在深部煤层中准确测量巷道松动圈及钻孔漏风区域。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种巷道松动圈及钻孔漏风区域可视化探测方法，包括以下步骤：

S1：在巷道巷帮位置向煤层中施工探测钻场，在探测钻场内向煤层方向按照一定角度和一定长度施工若干个探测钻孔；

S2：在巷道壁面放置发射源，在探测钻孔中分别放入探测器且与发射源保持在同一水平线上，发射源与电源电性连接；探测器分别电性连接在一个数模转化器上，数模转化器电性连接显示器，探测器、数模转化器以及显示器分别与电源电性连接，然后将探测钻孔进行封孔；

S3：开启发射源和探测器，利用发射源向煤层发射X射线或振动波，利用探测器接收发射源信号，对巷道一侧煤层进行扫描探测，利用探测器探测接收巷道一侧煤层前方5～20m范围的空气CT值分布；

S4：若干个探测器将不同时间内接收到的波源通过数模转化器的数模转换计算后，在显示器内显示发射源前方5～20m范围内的空气含量对应CT值变化；

S5：根据实验室测试的不同空气含量与CT值的定量变化关系，反演得到巷道松动圈及钻孔漏风区域范围，进一步确定巷道松动圈及钻孔漏风范围；

S6：根据所测得的巷道松动圈及钻孔漏风区域范围，进一步确定瓦斯抽采钻孔的密封长度，从而提高煤层钻孔瓦斯抽采效率及降低矿井瓦斯灾害。

优选地，步骤S1中探测钻孔与探测器的数量均为4个。

优选地，步骤S1中打钻角度设为a，其计算方法如下：首先确定发射源位置，其次在回风巷道施工探测钻场，其距离发射源距离为设L1，探测器与发射源所需距离设为L2，打钻角度a的计算公式为：

优选地，步骤S1中探测钻孔的长度L的计算公式为：

优选地，探测器与发射源的距离L2是根据煤层的透气性，地应力的大小以及力学性质的参数综合确定。