一種測(cè)定煤礦回采工作面巷道預(yù)排瓦斯帶寬度的方法
【專利說明】一種測(cè)定煤礦回采工作面巷道預(yù)排瓦斯帶寬度的方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及煤礦回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及回采工作面巷道預(yù)排瓦斯帶寬度的測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0003]煤礦回采工作面瓦斯防治技術(shù)包含瓦斯涌出量預(yù)測(cè)和瓦斯抽采兩個(gè)方面，只有通過瓦斯涌出量預(yù)測(cè)判斷瓦斯不同來源和數(shù)量，才能有效指導(dǎo)瓦斯抽采。煤礦回采工作面在生產(chǎn)過程中主要瓦斯來源有:本煤層、鄰近層和圍巖，其中本煤層瓦斯是影響安全生產(chǎn)的主要來源。煤礦在開拓開采前必須進(jìn)行本煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)，從而開展具有針對(duì)性的瓦斯抽采措施。
[0004]中國煤礦采用國家規(guī)范《煤礦瓦斯涌出量預(yù)測(cè)規(guī)范》(AQ1018-2006)進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測(cè)，規(guī)范要求已知工作面原始瓦斯含量(WQ)、瓦斯殘存量(W。)、煤層厚度(M)和開采厚度(m)、工作面長度(L)、巷道寬度(b)和巷道預(yù)排瓦斯帶寬度(h)可以得出本煤層瓦斯涌出量，但是上述基礎(chǔ)參數(shù)除巷道預(yù)排瓦斯帶寬度是以不同煤質(zhì)估計(jì)值的方式給出，其他參數(shù)均可在井下實(shí)際測(cè)定得出確定值。中國煤礦分布范圍廣泛，煤炭成煤和賦存條件差異性非常大，由于沒有方法直接測(cè)定該參數(shù)，只能采用不同煤質(zhì)估計(jì)巷道預(yù)排瓦斯帶寬度，從而導(dǎo)致本煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)值誤差較大。
[0005]煤礦應(yīng)結(jié)合本礦煤層賦存條件，需要一種方法準(zhǔn)確測(cè)定本煤層巷道預(yù)排瓦斯帶寬度為瓦斯抽采提供可靠依據(jù)，從而保障在生產(chǎn)過程中人員和財(cái)產(chǎn)安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的，是提供一種測(cè)定煤礦回采工作面巷道預(yù)排瓦斯帶寬度的方法，能確保不影響礦井正常工作的情況下，準(zhǔn)確測(cè)定煤層巷道預(yù)排瓦斯帶寬度值。
[0007]采用的技術(shù)方案是:
一種測(cè)定煤礦回采工作面巷道預(yù)排瓦斯帶寬度的方法，包括下述步驟:
I)在煤礦采區(qū)巷道開拓至規(guī)劃回采工作面時(shí)，在最靠近規(guī)劃回采工作面的采區(qū)巷道內(nèi)，距離規(guī)劃工作面順槽入口處1m位置每間距Im施工出一個(gè)注氣鉆孔，共施工出第一注氣鉆孔、第二注氣鉆孔、第三注氣鉆孔、第四注氣鉆孔和第五注氣鉆孔。
[0008]2)對(duì)注氣鉆孔進(jìn)行封孔，第五注氣鉆孔深度40m，水泥封孔填充段長度為39m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im;第四注氣鉆孔深度35m，水泥封孔填充段10長度為34m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im;第三注氣鉆孔深度30m，水泥封孔填充段10長度為29m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im;第二注氣鉆孔深度25m，水泥封孔填充段10長度為24m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im;第一注氣鉆孔深度20m，水泥封孔填充段10長度為19m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im0
[0009]3)向注氣鉆孔內(nèi)注入示蹤氣體SF6,先打開與注氣管連接的注氣閥門，然后打開注氣鋼瓶的控制閥門，并觀測(cè)壓力表，待壓力值穩(wěn)定后，先關(guān)閉注氣閥門后關(guān)閉控制閥門。
[0010]4)規(guī)劃工作面順槽由入口開始正常掘進(jìn)，掘進(jìn)至第一測(cè)試點(diǎn)、第二測(cè)試點(diǎn)、第三測(cè)試點(diǎn)、第四測(cè)試點(diǎn)和第五測(cè)試點(diǎn)時(shí)，分別在各測(cè)試點(diǎn)巷道煤壁上設(shè)置ImX Im的集氣罩、儲(chǔ)集箱和測(cè)試閥門。
[0011]5)每天在第一測(cè)試點(diǎn)、第二測(cè)試點(diǎn)、第三測(cè)試點(diǎn)、第四測(cè)試點(diǎn)和第五測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行示蹤氣體SF6濃度測(cè)定，打開測(cè)試閥門用SF6測(cè)試儀26測(cè)定，測(cè)定結(jié)束后關(guān)閉試閥門。
[0012]6)連續(xù)測(cè)定300天，并將測(cè)定SF6濃度(％)和測(cè)定時(shí)間(天)數(shù)據(jù)畫出關(guān)系圖，從而得出該煤礦本煤層不同巷道暴露時(shí)間巷道預(yù)排瓦斯帶寬度。
[0013]在步驟I)中，在規(guī)劃回采工作面內(nèi)施工順層注氣鉆孔，應(yīng)盡量避開構(gòu)造帶，注氣鉆孔傾角與煤層賦存方向相同，方位角為垂直巷道方向。
[0014]在步驟2)中，水泥封孔填充段最前端和孔口處設(shè)置個(gè)堵塞，防止水泥流入注示蹤氣體SF6段。
[0015]在步驟3)中，在水泥封孔24小時(shí)后進(jìn)行注示蹤氣體SF6,觀測(cè)壓力表穩(wěn)定I分鐘后關(guān)閉注氣閥門。
[0016]在步驟4)中，在掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)過測(cè)試點(diǎn)后立刻設(shè)置集氣罩23、儲(chǔ)集箱和測(cè)試閥門，隨后進(jìn)行當(dāng)日示蹤氣體SF6濃度測(cè)定和時(shí)間記錄。
[0017]在步驟5)中，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)在測(cè)試示蹤氣體SF6濃度前，測(cè)試儀應(yīng)調(diào)校。
[0018]在步驟6)中，通過觀察示蹤氣體SF6濃度(％)和測(cè)定時(shí)間(天)的關(guān)系圖，便可直觀真實(shí)的顯示出煤壁不同暴露時(shí)間的巷道預(yù)排瓦斯帶寬度值。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:彌補(bǔ)測(cè)定不同礦井不同煤層巷道暴露時(shí)間巷道預(yù)排瓦斯帶寬度方法的空白，利用示蹤氣體SF6穩(wěn)定擴(kuò)散和容易捕捉的特點(diǎn)，并能保證不影響礦井正常生產(chǎn)的情況下，準(zhǔn)確測(cè)定煤層巷道預(yù)排瓦斯帶寬度值，該方法操作簡易和成本低廉，煤礦自身技術(shù)能力便可測(cè)定，具有非常好的經(jīng)濟(jì)性和普及性。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明回采工作面示蹤氣體注氣鉆孔與測(cè)試點(diǎn)平面布置示意圖；
圖2是本發(fā)明注氣鉆孔及注氣裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明示蹤氣體儲(chǔ)集及測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 實(shí)施例一
一種測(cè)定煤礦回采工作面巷道預(yù)排瓦斯帶寬度的方法，包括下述步驟:
一、標(biāo)定注氣鉆孔位置
選擇在最靠近規(guī)劃回采工作面I的采區(qū)巷道2作為注氣鉆孔施工地點(diǎn)，標(biāo)記規(guī)劃工作面順槽入口4，以規(guī)劃工作面順槽3的入口4為起點(diǎn)，沿煤礦采區(qū)巷道方向間距1m處標(biāo)定第一注氣鉆孔9，然后每隔Im位置標(biāo)定一個(gè)注氣鉆孔，即第二注氣鉆孔8、第三注氣鉆孔7、第四注氣鉆孔6、第五注氣鉆孔5，共5個(gè)注氣鉆孔。
[0022 ] 二、鉆孔、孔內(nèi)注水泥和封孔: 采用普通鉆機(jī)施工本煤層注氣鉆孔，施工鉆孔傾角與煤層傾角一致為5°，方位角為垂直與煤壁，長度分別是第一注氣鉆孔9為40m，第二注氣鉆孔8為35m，第三注氣鉆孔7為30m，第四注氣鉆孔6為25m，第五注氣鉆孔5為20m。在施工完注氣鉆孔后，向每個(gè)注氣鉆孔內(nèi)距孔底Im處安設(shè)I個(gè)堵塞17，同時(shí)在安設(shè)堵塞17過程中安設(shè)注氣管18，隨后向各注氣鉆孔內(nèi)注入水泥，注滿后在孔口位置安設(shè)I個(gè)堵塞17。
[0023]三、注示蹤氣體SF6及確定預(yù)排瓦斯帶寬度:
在完成注氣鉆孔水泥封孔填充段24小時(shí)后，先打開與注氣管18連接的注氣閥門20，然后打開注氣鋼瓶21的控制閥門22，并觀測(cè)壓力表19，待壓力值穩(wěn)定I分鐘后，向注氣鉆孔內(nèi)注入SF6，然后先關(guān)閉注氣閥門20后關(guān)閉控制閥門22，重復(fù)以上方法向5個(gè)注氣鉆孔內(nèi)注入示蹤氣體SF6。
[0024]在完成5個(gè)注氣鉆孔注入示蹤氣體后，根據(jù)煤礦采掘規(guī)劃時(shí)間，在規(guī)劃回采工作面順槽入口4處正常掘進(jìn)，當(dāng)掘進(jìn)至測(cè)第一試點(diǎn)12、第二測(cè)試點(diǎn)13、第三測(cè)試點(diǎn)14、第四測(cè)試點(diǎn)15和第五測(cè)試點(diǎn)16時(shí)，分別在各測(cè)試點(diǎn)巷道煤壁上設(shè)置ImX Im的集氣罩23、儲(chǔ)集箱24和測(cè)試閥門25。
[0025]在第一測(cè)試點(diǎn)12、第二測(cè)試點(diǎn)13、第三測(cè)試點(diǎn)14、第四測(cè)試點(diǎn)15和第五測(cè)試點(diǎn)16連續(xù)300天，每天進(jìn)行示蹤氣體SF6濃度測(cè)定，打開測(cè)試閥門25用SF6測(cè)試儀26測(cè)定，測(cè)定結(jié)束后關(guān)閉測(cè)試閥門25。在測(cè)試結(jié)束后根據(jù)SF6濃度(％)和測(cè)定時(shí)間(天)數(shù)據(jù)畫出關(guān)系圖，從而準(zhǔn)確得出該煤礦本煤層不同巷道暴露時(shí)間巷道預(yù)排瓦斯帶寬度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測(cè)定煤礦回采工作面巷道預(yù)排瓦斯帶寬度的方法，其特征在于包括下述步驟: I)在煤礦采區(qū)巷道開拓至規(guī)劃回采工作面時(shí)，在最靠近規(guī)劃回采工作面的采區(qū)巷道內(nèi)，距離規(guī)劃工作面順槽入口處1m位置每間距Im施工出一個(gè)注氣鉆孔，共施工出第一注氣鉆孔、第二注氣鉆孔、第三注氣鉆孔、第四注氣鉆孔和第五注氣鉆孔； 2 )對(duì)注氣鉆孔進(jìn)行封孔，第五注氣鉆孔深度40m，水泥封孔填充段長度為39m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im;第四注氣鉆孔深度35m，水泥封孔填充段10長度為34m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im;第三注氣鉆孔深度30m，水泥封孔填充段10長度為29m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im;第二注氣鉆孔深度25m，水泥封孔填充段10長度為24m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im;第一注氣鉆孔深度20m，水泥封孔填充段10長度為19m，注示蹤氣體SF6段11長度為Im; 3)向注氣鉆孔內(nèi)注入示蹤氣體SF6,先打開與注氣管連接的注氣閥門，然后打開注氣鋼瓶的控制閥門，并觀測(cè)壓力表，待壓力值穩(wěn)定后，先關(guān)閉注氣閥門后關(guān)閉控制閥門； 4)規(guī)劃工作面順槽由入口開始正常掘進(jìn)，掘進(jìn)至第一測(cè)試點(diǎn)、第二測(cè)試點(diǎn)、第三測(cè)試點(diǎn)、第四測(cè)試點(diǎn)和第五測(cè)試點(diǎn)時(shí)，分別在各測(cè)試點(diǎn)巷道煤壁上設(shè)置ImX Im的集氣罩、儲(chǔ)集箱和測(cè)試閥門； 5)每天在第一測(cè)試點(diǎn)、第二測(cè)試點(diǎn)、第三測(cè)試點(diǎn)、第四測(cè)試點(diǎn)和第五測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行示蹤氣體SF6濃度測(cè)定，打開測(cè)試閥門用SF6測(cè)試儀測(cè)定，測(cè)定結(jié)束后關(guān)閉測(cè)試閥門； 6)連續(xù)測(cè)定300天，并將測(cè)定SF6百分比濃度和測(cè)定時(shí)間天數(shù)據(jù)畫出關(guān)系圖，從而得出該煤礦本煤層不同巷道暴露時(shí)間巷道預(yù)排瓦斯帶寬度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定煤礦回采工作面巷道預(yù)排瓦斯帶寬度的方法，其特征在于:在步驟I)中，在規(guī)劃回采工作面內(nèi)施工順層注氣鉆孔，應(yīng)避開構(gòu)造帶，注氣鉆孔傾角與煤層賦存方向相同，方位角為垂直巷道方向； 在步驟2)中，水泥封孔填充段最前端和孔口處設(shè)置個(gè)堵塞，防止水泥流入注示蹤氣體SF6 段； 在步驟3)中，在水泥封孔24小時(shí)后進(jìn)行注示蹤氣體SF6,觀測(cè)壓力表穩(wěn)定I分鐘后關(guān)閉注氣閥門； 在步驟4)中，在掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)過測(cè)試點(diǎn)后立刻設(shè)置集氣罩、儲(chǔ)集箱和測(cè)試閥門，隨后進(jìn)行當(dāng)日示蹤氣體SF6濃度測(cè)定和時(shí)間記錄； 在步驟5)中，每個(gè)測(cè)試點(diǎn)在測(cè)試示蹤氣體SF6濃度前，測(cè)試儀應(yīng)調(diào)校； 在步驟6)中，通過觀察示蹤氣體SF6百分比濃度和測(cè)定時(shí)間天的關(guān)系圖，便可直觀真實(shí)的顯示出煤壁不同暴露時(shí)間的巷道預(yù)排瓦斯帶寬度值。
【專利摘要】一種測(cè)定煤礦回采工作面巷道預(yù)排瓦斯帶寬度的方法，是在最靠近回采工作面的采區(qū)巷道內(nèi)，距順槽入口處10m為起點(diǎn)施工處5個(gè)注氣鉆孔，孔深度分別為40m、35m、25m、和20m，并向孔內(nèi)注入水泥封孔。向注氣鉆孔內(nèi)注入示蹤氣體SF6每天在5個(gè)測(cè)試點(diǎn)通過SF6測(cè)試儀測(cè)定，連續(xù)測(cè)定300天，依據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)關(guān)系圖，從而得出該煤礦煤層不同巷道暴露時(shí)間巷道預(yù)排瓦斯帶寬度。本發(fā)明的有益效果是：彌補(bǔ)測(cè)定不同礦井不同煤層巷道暴露時(shí)間巷道預(yù)排瓦斯帶寬度方法的空白，利用示蹤氣體SF6穩(wěn)定擴(kuò)散和容易捕捉的特點(diǎn)，并能保證不影響礦井正常生產(chǎn)的情況下，準(zhǔn)確測(cè)定煤層巷道預(yù)排瓦斯帶寬度值，該方法操作簡易和成本低廉，煤礦自身技術(shù)能力便可測(cè)定，具有非常好的經(jīng)濟(jì)性和普及性。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號(hào)】CN105675815
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610046621
【發(fā)明人】雷云, 劉建軍, 張哨楠, 張偉, 王海東, 吳瓊, 孫亮, 王軍, 梁中秋, 杜旭
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué), 東北大學(xué), 煤科集團(tuán)沈陽研究院有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月25日