一種順層鉆孔抽采煤層瓦斯二維流場測試方法技術

本發明專利技術公開了一種順層鉆孔抽采煤層瓦斯流場檢測方法，在煤層平面內的順層鉆孔兩側不同位置釋放示蹤氣體，在抽采鉆孔內采集氣樣，利用氣相色譜進行分析，確定采集到示蹤氣體的時間，將相同到樣時間下的示蹤氣體釋放點位置連接成曲線，時間或位置的偏差采用鄰近點內插值法確定，繪制單一曲線為某抽采時間下示蹤氣體釋放點抽采影響位置等值線圖，不同抽采時間下的等值線圖即為順層鉆孔抽采煤層瓦斯流場圖；其中，確定位置的示蹤氣體釋放采用多組鉆孔分組測試的方法進行，每組布置2個釋放鉆孔和1個抽采鉆孔，釋放2種示蹤氣體。本發明專利技術原理簡單，能夠實現順層鉆孔抽采瓦斯流場的直接測量。

【技術實現步驟摘要】
一種順層鉆孔抽采煤層瓦斯二維流場測試方法
本專利技術涉及一種順層鉆孔抽采煤層瓦斯二維流場測試方法，屬于煤礦開采

技術介紹
順層鉆孔抽采煤層瓦斯是消除煤層突出危險性和瓦斯資源回收利用的主要方法之一。為實現開采區段煤層的消突及瓦斯資源的回收，在工作面機巷和風巷掘進期間及兩巷貫通后，在工作面機巷沿煤層傾向方向上向打順層鉆孔，同時在工作面風巷沿煤層傾向方向下向打順層鉆孔，各鉆孔間平行布置，鉆孔間的間距根據順層鉆孔抽采瓦斯影響半徑確定。一般認為，單一順層鉆孔在煤層中抽采瓦斯形成的瓦斯流場，是以鉆孔為中心的近似圓柱區域。隨著順層鉆孔在各煤礦的廣泛使用，出現了鉆孔抽采一段時間后，單孔瓦斯濃度和抽采量隨時間下降較快，采取多種封孔措施后，效果往往提高不明顯，這種情況不符合順層鉆孔抽采瓦斯流場為圓柱區域的設想。為了解單一順層鉆孔周圍瓦斯流場形式，從而為布置順層鉆孔，實現高效抽采瓦斯提供依據，有必要對鉆孔周圍瓦斯流場進行研究。目前，對鉆孔周圍瓦斯流場的確定主要采用數值計算方法；現場確定鉆孔周圍瓦斯流場是通過測試抽采鉆孔周圍一定范圍內瓦斯壓力或流量的方法確定，也有采用示蹤氣體法，這些方法是在鉆孔徑向方向距鉆孔中心不同距離處布置測點測試抽采影響點，僅是抽采影響徑向一維影響區。對鉆孔軸向方向或者說順層鉆孔所在煤層平面上的瓦斯流場尚無直接測試方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種順層鉆孔抽采煤層瓦斯二維流場測試方法，適用于煤礦井下確定鉆孔周圍瓦斯流場。為達到該目的，本專利技術采取的技術方法是：一種順層鉆孔抽采煤層瓦斯流場二維測試方法，其特征在于：沿巷幫90度方位角，平行煤層，在煤層中布置多組鉆孔，每組三個，其中中間為抽采鉆孔，兩側為測試鉆孔；在兩個測試鉆孔中預埋高壓釋放軟管至孔底，密封孔口至距孔底0.3m范圍內鉆孔，在孔底形成氣室；抽采鉆孔按順層鉆孔抽采瓦斯方式及參數封孔；利用高壓軟管，向測試鉆孔的氣室恒壓穩定釋放示蹤氣體；抽采鉆孔以一定負壓進行連續抽采，同時每隔一段時間采集抽采的氣樣；利用色譜分析采集的氣樣，繪制示蹤氣體濃度與時間的關系曲線。以示蹤氣體最高濃度值對應的時間作為鉆孔抽采影響到該位置點的時間，定義為到樣時間。在鉆孔所在煤層二維平面上，將相同到樣時間下的示蹤氣體釋放點位置連接成曲線，時間或位置的偏差采用鄰近點內插值法確定。繪制的單一曲線為某抽采時間下示蹤氣體釋放點抽采影響位置等值線圖，不同抽采時間下的等值線圖即為順層鉆孔抽采煤層瓦斯流場圖。本專利技術的特點在于：本專利技術以抽采鉆孔周邊布置多個測點，分別測試各測點受抽采的影響時間，利用插值法獲得鉆孔周邊抽采影響區域等值線圖，繪制流場，從而為瓦斯抽采順層鉆孔的布置及其封孔效果的考察提供了現場測試方法。附圖說明圖1為單組測試鉆孔布置示意圖。圖中標號：1—測試鉆孔封孔，2—示蹤氣體氣室，3—示蹤氣體釋放管，4—煤層，5—抽采管，6—抽采鉆孔封孔，7,8—示蹤氣體釋放裝置。具體實施方式實施例參閱圖1，以按如下程序進行測試。一種順層鉆孔抽采煤層瓦斯流場檢測方法，包括以下步驟：(1)沿巷幫90度方位角，平行煤層，在煤層中施工第1組鉆孔，共計三個，其中中間為抽采鉆孔，兩側為測試鉆孔，測試孔距離抽采孔間距為L6，各參數參考表1；表1測試參數步驟方案(2)在兩個測試鉆孔中預埋高壓釋放軟管至孔底，密封孔口至距孔底為L2位置的范圍內鉆孔，封孔長度分別為L1和L5，在孔底形成氣室；(3)在抽采鉆孔中放置抽采管后，封孔，封孔長度為L3；(4)分別向兩個測試鉆孔的氣室恒壓穩定釋放兩種不同的示蹤氣體；(5)抽采鉆孔以一定負壓進行連續抽采，同時每隔一段時間采集抽采的氣樣，并記錄采集地點和采集時間；(6)按表1參數，分別施工第2、3、4組，重復上述(1)～(5)步驟；(7)利用色譜分析采集的氣樣，繪制示蹤氣體濃度與時間的關系曲線。以示蹤氣體最高濃度值對應的時間作為鉆孔抽采影響到該位置點的時間，定義為到樣時間；(8)在鉆孔所在煤層二維平面上，將相同到樣時間下的示蹤氣體釋放點位置連接成曲線，時間或位置的偏差采用鄰近點內插值法確定，繪制的單一曲線為某抽采時間下示蹤氣體釋放點抽采影響位置等值線圖，不同抽采時間下的等值線圖即為順層鉆孔抽采煤層瓦斯流場圖。以上所述，僅是本專利技術的說明示例，并非對本專利技術的任何限制，凡是根據本專利技術技術實質對上述示例所作的任何簡單修改、變更，均仍屬本專利技術技術方案的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種順層鉆孔抽采煤層瓦斯二維流場測試方法，其特征在于：在煤層中順層鉆孔兩側不同位置釋放示蹤氣體，順層鉆孔封孔抽采氣體，采集抽采的氣樣，利用氣相色譜進行分析，確定采集到示蹤氣體的時間，將相同到樣時間下的示蹤氣體釋放點位置連接成曲線，獲得某抽采時間下抽采影響位置等值線圖，繪制不同抽采時間下的等值線圖即為順層鉆孔抽采煤層瓦斯流場圖；具體方法包括以下步驟：(1)沿巷幫90度方位角，平行煤層，在煤層中施工第1組鉆孔，共計三個，其中中間為抽采鉆孔，兩側為測試鉆孔，測試孔距離抽采孔間距為L6；(2)在兩個測試鉆孔中預埋高壓釋放軟管至孔底，密封孔口至距孔底為L2處的鉆孔，封孔長度為L1，在孔底形成氣室；(3)在抽采鉆孔中放置抽采管后封孔，封孔長度為L3；(4)分別向兩個測試鉆孔的氣室恒壓穩定釋放兩種不同的示蹤氣體；(5)抽采鉆孔以一定負壓連續抽采，同時每隔一段時間采集抽采的氣樣，并記錄采集地點和采集時間；(6)分別施工第2、3、4組，重復上述(2)～(5)步驟；(7)利用色譜分析采集的氣樣，繪制示蹤氣體濃度與時間的關系曲線，以示蹤氣體最高濃度值對應的時間作為鉆孔抽采影響到該位置點的時間，定義為到樣時間；(8)在鉆孔所在煤層二維平面上，將相同到樣時間下的示蹤氣體釋放點位置連接成曲線，時間或位置的偏差采用鄰近點內插值法確定，繪制的單一曲線為某抽采時間下抽采影響位置等值線圖，不同抽采時間下的等值線圖即為順層鉆孔抽采煤層瓦斯流場圖。...

【技術特征摘要】
1.一種順層鉆孔抽采煤層瓦斯二維流場測試方法，其特征在于：在煤層中順層鉆孔兩側不同位置釋放示蹤氣體，順層鉆孔封孔抽采氣體，采集抽采的氣樣，利用氣相色譜進行分析，確定采集到示蹤氣體的時間，將相同到樣時間下的示蹤氣體釋放點位置連接成曲線，獲得某抽采時間下抽采影響位置等值線圖，繪制不同抽采時間下的等值線圖即為順層鉆孔抽采煤層瓦斯流場圖；具體方法包括以下步驟：(1)沿巷幫90度方位角，平行煤層，在煤層中施工第1組鉆孔，共計三個，其中中間為抽采鉆孔，兩側為測試鉆孔，測試孔距離抽采孔間距為L6；(2)在兩個測試鉆孔中預埋高壓釋放軟管至孔底，密封孔口至距孔底為L2處的鉆孔，封孔長度分別為L1和L5，在孔底形成氣室；(3)在抽采鉆孔中放...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦汝祥，戴廣龍，楊應迪，唐明云，周亮，李堯斌，張超，
申請(專利權)人：安徽理工大學，
類型：發明
國別省市：安徽;34