[发明专利]一种钻孔有效影响半径快速测定方法

说明书

本发明公开了一种钻孔有效影响半径快速测定方法，通过在煤层中施工发射孔和探测钻孔，然后在孔内分别布置发射源与探测器，利用精准CT探测技术探测不同抽采时间煤层瓦斯压力的变化规律，根据煤层瓦斯压力的变化，确定抽采一定时间后钻孔的有效抽采半径，对于钻孔的合理布置以及提高抽采效率降低煤与瓦斯突出灾害等具有重要意义；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，具体涉及一种钻孔有效影响半径快速测定方法。

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。由于钻孔有效抽采半径无法准确测定，导致煤层钻孔无法进行合理的布置。准确及时的确定不同抽采时间内煤层瓦斯压力的变化情况，对煤层钻孔有效影响半径的确定以及钻孔的合理布置等具有重要意义。而目前我国大部分煤矿测定钻孔有效影响半径的方法大都通过在现场进行打钻，然后利用传感器进行测量煤层瓦斯压力，这种方法不能准确快速的测量钻孔的有效影响半径，且测量结果误差较大。

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钻孔有效影响半径快速测定方法，其基于精准CT探测技术，通过在煤层中施工发射孔和探测钻孔，然后在孔内分别布置发射源与探测器，利用精准CT探测技术探测不同抽采时间后煤层瓦斯压力的变化规律，结合相关规定，确定抽采一定时间后钻孔的有效抽采半径。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种钻孔有效影响半径快速测定方法，具体包括以下步骤：

S1：在底抽巷向上方煤层中施工发射孔和若干个探测钻孔，其中探测钻孔与发射孔呈交叉十字型布置；

S2：在发射孔中放置发射源，在探测钻孔中分别放入探测器，探测器与发射源保持在同一平面内，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，然后将发射孔和探测钻孔进行封孔；

S3：将发射孔连入抽采系统，进行瓦斯抽采作业；

S4：开启发射源和探测器，发射源发射X射线或者振动波，对发射孔周围煤层扫描探测，利用探测器探测接收发射孔周围1～10m范围的瓦斯压力随抽采时间的变化对应的CT值变化；

S5：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孔周围1～10m内的瓦斯压力对应CT值变化；

S6：根据实验室测试的不同瓦斯压力与CT值的定量变化关系，进一步反演得到不同抽采时间内发射孔周围煤层瓦斯压力的变化规律；

S7：根据不同抽采时间内瓦斯压力的变化，确定抽采一定时间后钻孔的有效抽采半径。

优选地，发射孔的孔径为113mm，探测钻孔的孔径为200mm。

优选地，步骤S1与步骤S2中探测钻孔与探测器的数量均为4个。

优选地，探测钻孔距离发射孔的距离范围为1～10m。

优选地，步骤S7中，确定抽采一定时间后钻孔的有效抽采半径的方法如下：

根据实测煤层瓦斯含量曲线的变化规律及预抽率与残余瓦斯压力之间关系如下：

式中：

A为煤层瓦斯含量系数，m³/(t.MPa^0.5)；

η为瓦斯预抽率；