一种钻孔有效抽采半径的确定方法与流程
本发明涉及煤矿瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种钻孔有效抽采半径的确定方法。
背景技术：
煤矿瓦斯是影响矿井安全生产的主要灾害之一，长期以来严重威胁到矿工的生命安全，随着各种瓦斯防治新理论的研究，煤矿瓦斯灾害事故也得到了明显改善，然而近年来，随着煤矿挖掘深度的不断加大，开采规模的不断扩大，煤矿瓦斯防治的难度也越来越大，目前，从井下巷道空间向目标煤层区域进行施工后，再通过顺层钻孔或者穿层钻孔的方式对目标煤层区域进行瓦斯抽采，是目前应用最为普遍的瓦斯治理措施，其中，在对目标煤层区域进行钻孔时，钻孔有效抽采半径作为钻孔设计时的主要依据，决定了钻孔时的布置密度和抽采达标时所需要的时间。
目前，在对目标煤层区域进行钻孔时，对钻孔有效抽采半径的确定方法为：首先在煤层区域施工一个瓦斯抽采孔，以及若干个距抽采孔不同距离的测压孔(一般根据需要，间距可为1.0m、1.5m、2m、2.5m、3.0m等)，接着当测压孔瓦斯压力稳定后再对抽采孔进行瓦斯抽取，最终通过观测不同抽采时间内各个测压孔的瓦斯压力下降情况来确定不同抽采时间所对应的钻孔有效抽采半径。
然而，采用现有方法对目标煤层区域进行钻孔时，主要存在两个问题：一是测定时间较长，并且抽采孔在进行瓦斯抽取前需要等待测压孔的压力稳定，一般需要半个月以上，当遇到煤层透气性差、瓦斯渗流缓慢的情况下则需要更长时间，容易导致抽采观测时压力下降缓慢，观测周期长；二是准确测定的难度大，主要是因为瓦斯压力测定的成功率较低，其中，相关研究表明，穿层钻孔的测压成功率一般只有70％，遇到围岩松软、裂隙发育或进行顺层孔测压时成功率更低。
技术实现要素：
本发明提供一种钻孔有效抽采半径的确定方法，解决了现有技术中在测定煤层瓦斯压力时会导致测定周期长、失败率高等问题。
本发明提供一种钻孔有效抽采半径的确定方法，包括：
在待测煤层区域上形成多组钻孔，每组所述钻孔包括流量观测孔和多个辅助抽采孔，每组所述钻孔中的所述流量观测孔的中心与多个所述辅助抽采孔的中心等间距布置；
将所述流量观测孔和所述辅助抽采孔与瓦斯抽采装置相连，所述瓦斯抽采装置用于对所述待测煤层内的瓦斯进行抽采并对所述流量观测孔的流量进行监测；
根据所述瓦斯抽采装置监测到的所述流量观测孔的参数确定每天的瓦斯抽采量；
当第n-1天累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，且当第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则停止瓦斯抽采，并确定出该组所述钻孔在所述第n天对应的有效抽采半径为1/2d，d为每组所述钻孔中所述流量观测孔的中心与所述辅助抽采孔的中心之间的间距，n为大于1的正整数。
本发明的具体实施方式中，所述当第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则确定出每组所述钻孔在所述第n天对应的有效抽采半径为1/2d，包括：
判断第n-1天累计的瓦斯抽采总量是否小于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量；
若第n-1天累计的瓦斯抽采总量小于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则继续抽采，并判断第n天累计的瓦斯抽采总量是否大于等于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量；
若第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则确定出每组所述钻孔在所述第n天对应的有效抽采半径为1/2d。
本发明的具体实施方式中，若第n天累计的瓦斯抽采总量小于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则继续抽采；
并判断抽采天数是否大于预设天数；
若抽采天数大于预设天数，且累计的瓦斯抽采总量小于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则延长观测时间，或者
根据每天的瓦斯抽采量确定出累计的瓦斯抽采总量大于等于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时所需的天数。
本发明的具体实施方式中，根据每天的瓦斯抽采量确定出累计的瓦斯抽采总量大于等于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时所需的天数，包括：
对每天的瓦斯抽采量进行拟合，获得拟合曲线；
根据所述拟合曲线对应的拟合公式计算得到累计的瓦斯抽采总量大于等于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时所需的天数；
所述拟合公式为：
式中：
q极——钻孔极限瓦斯抽采量，m3；
本发明的具体实施方式中，若第n-1天累计的瓦斯抽采总量大于所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则停止所述瓦斯抽采，并确定出每组所述钻孔在所述第n-1天对应的有效抽采半径为1/2d。
本发明的具体实施方式中，所述在待测煤层区域上形成多组钻孔，包括：
对待测煤层区域进行顺层钻孔，以形成所述多组钻孔，且每组所述钻孔包括一个流量观测孔和两个位于所述流量观测孔两侧的辅助抽采孔。
本发明的具体实施方式中，所述在待测煤层区域上形成多组钻孔，包括：
对所述待测煤层区域进行穿层钻孔，以形成所述多组钻孔，且每组所述钻孔包括一个流量观测孔和四个或六个位于所述流量观测孔两侧的辅助抽采孔，且四个或六个所述辅助抽采孔的中心相连形成正方形或正六边形。
本发明的具体实施方式中，相邻两组所述钻孔中的所述流量观测孔之间的间距大于等于5m。
本发明的具体实施方式中，所述根据所述瓦斯抽采装置监测到的所述流量观测孔的参数确定每天的瓦斯抽采量，包括：
根据如下公式(1)确定每天的所述瓦斯抽采量qt：
所述累计的瓦斯抽采总量q累计根据如下公式(2)确定：
式中：
qt——第t天的钻孔瓦斯流量，m3/min；
c——钻孔瓦斯浓度，％；
p0——巷道中的气压，pa；
p抽——钻孔抽采负压，pa；
t抽——钻孔抽采的混合气体温度，℃。
本发明的具体实施方式中，所述待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量根据如下公式(3)确定：
q总＝v·ρ·w抽(3)
式中：
q总——钻孔控制区域内需抽采的瓦斯总量，m3；
v——钻孔控制区域内煤体体积，m3；
ρ——煤体视密度，t/m3；
w抽——抽采达标时吨煤瓦斯抽采量，m3/t。
本发明提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，通过包括在待测煤层区域上形成多组钻孔，每组所述钻孔包括流量观测孔和多个辅助抽采孔，每组所述钻孔中的所述流量观测孔的中心与多个所述辅助抽采孔的中心等间距布置；将所述流量观测孔和所述辅助抽采孔与瓦斯抽采装置相连，所述瓦斯抽采装置用于对所述待测煤层内的瓦斯进行抽采并对所述流量观测孔的流量进行监测；根据所述瓦斯抽采装置监测到的所述流量观测孔的参数确定每天的瓦斯抽采量；当第n-1天累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，且当第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则停止瓦斯抽采，并确定出该组所述钻孔在所述第n天对应的有效抽采半径为1/2d，d为每组所述钻孔中所述流量观测孔的中心与所述辅助抽采孔的中心之间的间距，n为大于1的正整数。
这样在对待测煤层内的瓦斯进行抽采时，根据瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔的参数计算出每天的瓦斯抽采量以及累计的瓦斯抽采总量，将累计的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量进行对比，来分析确定钻孔的有效抽采半径，改变了现有中抽取瓦斯前需要等待测压孔压力稳定的方法，避免了瓦斯压力测定带来的不利影响，因此，本发明提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，通过观测钻孔瓦斯的抽采流量来分析确定钻孔有效抽采半径的方法，解决了现有技术中在测定煤层瓦斯压力时会导致测定周期长、失败率高等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的钻孔有效抽采半径的确定方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的顺层钻孔时流量观测孔和辅助抽采孔的平面示意图；
图3是本发明实施例提供的顺层钻孔时流量观测孔和辅助抽采孔的剖面示意图；
图4是本发明实施例提供的穿层钻孔时流量观测孔和辅助抽采孔的一种平面示意图；
图5是本发明实施例提供的穿层钻孔时流量观测孔和辅助抽采孔的另一种平面示意图。
附图标记说明：
10-流量观测孔；
20-辅助抽采孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的钻孔有效抽采半径的确定方法的流程示意图，图2是本发明实施例提供的顺层钻孔时流量观测孔和辅助抽采孔的平面示意图，图3是本发明实施例提供的顺层钻孔时流量观测孔和辅助抽采孔的剖面示意图，图4是本发明实施例提供的穿层钻孔时流量观测孔和辅助抽采孔的一种平面示意图，图5是本发明实施例提供的穿层钻孔时流量观测孔和辅助抽采孔的另一种平面示意图。
本实施例提供一种钻孔有效抽采半径的确定方法，可以应用于煤矿瓦斯的开采中，本实施例中，根据瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔的参数来计算出每天的瓦斯抽采量以及累计的瓦斯抽采总量，并将累计的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量进行对比，来分析确定钻孔的有效抽采半径。
参见图1所示，本实施例提供了一种钻孔有效抽采半径的确定方法，该方法具体包括如下步骤：
s101、在待测煤层区域上形成多组钻孔，每组钻孔包括流量观测孔10和多个辅助抽采孔20，每组钻孔中的流量观测孔10的中心与多个辅助抽采孔20的中心等间距布置。
本实施例中，在待测煤层区域上可以形成多组钻孔，并且对多组钻孔之间的间距不做限定，具体根据现场实际需要进行布置。
本实施例中，流量观测孔10用来统计分析在进行瓦斯抽采时钻孔瓦斯的抽采量，辅助抽采孔20用来消除相邻钻孔抽采对流量观测孔10抽采量的影响。
s102、将流量观测孔10和辅助抽采孔20与瓦斯抽采装置相连，瓦斯抽采装置用于对待测煤层内的瓦斯进行抽采并对流量观测孔10的流量
本实施例中，通过将瓦斯抽采装置与流量观测孔10和辅助抽采孔20相连，当形成多组钻孔后，同时对流量观测孔10和辅助抽采孔20抽取瓦斯，其中，在抽取的过程中，应保证抽采负压一致且稳定。
本实施例中，具体可以通过瓦斯抽采自动监测装置对流量观测孔10的流量进行监测，也可以通过人为观测，本实施例对此不做限定。
需要说明的是，瓦斯抽采装置和自动监测装置为现有的一种设备。
s103、根据瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔10的参数确定每天的瓦斯抽采量。
本实施例中，瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔10的参数主要包括：抽采负压、流量、瓦斯浓度、温度和巷道内的气压，并根据监测到的流量观测孔10的参数计算出每天的瓦斯抽采量以及累计的瓦斯抽采总量，并将累计的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量进行对比，来分析确定钻孔的有效抽采半径。
本实施例中，根据监测到的流量观测孔10的参数计算时，具体采用下述公式(1)确定每天的瓦斯抽采量qt：
采用下述公式(2)确定累计的瓦斯抽采总量q累计：
式中：
qt——第t天的钻孔瓦斯流量，m3/min；
c——钻孔瓦斯浓度，％；
p0——巷道中的气压，pa；
p抽——钻孔抽采负压，pa；
t抽——钻孔抽采的混合气体温度，℃。
s104、当第n-1天累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，且当第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则停止瓦斯抽采，并确定出该组钻孔在第n天对应的有效抽采半径为1/2d，其中，d为每组钻孔中流量观测孔10的中心与辅助抽采孔20的中心之间的间距，n为大于1的正整数。
本实施例中，待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量q总根据如下公式(3)确定：
q总＝v·ρ·w抽(3)
式中：
q总——钻孔控制区域内需抽采的瓦斯总量，m3；
v——钻孔控制区域内煤体体积，m3；
ρ——煤体视密度，t/m3；
w抽——抽采达标时吨煤瓦斯抽采量，m3/t。
本实施例中，将步骤103中计算得到的累计瓦斯抽采总量q累计与需要抽采的瓦斯总量q总进行比较，若q累计≥q总，则停止瓦斯抽采装置工作，并确定出该组钻孔在第n天对应的有效抽采半径为1/2d。
本实施例提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，通过包括在待测煤层区域上形成多组钻孔，每组钻孔包括流量观测孔10和多个辅助抽采孔20，每组钻孔中的流量观测孔10的中心与多个辅助抽采孔20的中心等间距布置；将流量观测孔10和辅助抽采孔20与瓦斯抽采装置相连，瓦斯抽采装置用于对待测煤层内的瓦斯进行抽采并对流量观测孔10和辅助抽采孔20的流量进行监测；根据瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔10和辅助抽采孔20的参数确定每天的瓦斯抽采量；当第n-1天累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，当第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则停止瓦斯抽采，并确定出该组钻孔在第n天对应的有效抽采半径为1/2d，d为每组钻孔中流量观测孔10的中心与辅助抽采孔20的中心之间的间距，n为大于1的正整数。
这样在对待测煤层内的瓦斯进行抽采时，根据瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔10的参数来计算出每天的瓦斯抽采量以及累计的瓦斯抽采总量，并将累计的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量进行对比，来分析确定钻孔的有效抽采半径，改变了现有中抽取瓦斯前需要等待测压孔压力稳定的方法，避免了瓦斯压力测定带来的不利影响，因此，本发明提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，通过观测钻孔瓦斯的抽采流量来分析确定钻孔有效抽采半径的方法，解决了现有技术中在测定煤层瓦斯压力时会导致测定周期长、失败率高等问题。
在上述实施例的基础上，当第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则确定出每组钻孔在第n天对应的有效抽采半径为1/2d，包括：
判断第n-1天累计的瓦斯抽采总量是否小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量；
若第n-1天累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则继续抽采，并判断第n天累计的瓦斯抽采总量是否大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量；
若第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则确定出每组钻孔在第n天对应的有效抽采半径为1/2d。
本实施例中，例如：设定观测时间为60天，当观测时间达到第59天时，如果计算出累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则继续抽采，此时判断当观测时间达到第60天时，累计的瓦斯抽采总量是否大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，如果累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则停止瓦斯抽采装置工作，并且可以确定出该组钻孔在第60天对应的有效抽采半径为1/2d。
本实施例中，当观测时间达到第59天时，如果计算出累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则停止瓦斯抽采装置工作，并且可以确定出该组钻孔在第59天对应的有效抽采半径为1/2d。
本实施例提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，当第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则确定出每组钻孔在第n天对应的有效抽采半径为1/2d，通过包括：
判断第n-1天累计的瓦斯抽采总量是否小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量；
若第n-1天累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则继续抽采，并判断第n天累计的瓦斯抽采总量是否大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量；
若第n天累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，则确定出每组钻孔在第n天对应的有效抽采半径为1/2d。
这样在对待测煤层内的瓦斯进行抽采时，首先设定一段观测时间，然后根据瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔10的参数来计算出每天的瓦斯抽采量，并将累计的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量进行对比，来分析确定钻孔的有效抽采半径，改变了现有中抽取瓦斯前需要等待测压孔压力稳定的方法，避免了瓦斯压力测定带来的不利影响，其次，通过观测钻孔瓦斯的抽采流量来分析确定钻孔有效抽采半径的方法，准确测定的成功率高。
在上述实施例的基础上，本实施例中，若第n天累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则继续抽采；
并判断抽采天数是否大于预设天数；
若抽采天数大于预设天数，且累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则延长观测时间，或者
根据每天的瓦斯抽采量确定出累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时所需的天数。
本实施例中，例如：设定观测时间为60天，当观测时间达到59天时，如果瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则继续抽采，此时判断当观测时间达到预设时间第60天时，瓦斯抽采总量是否大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，如果当观测时间达到60天时，累计的瓦斯抽采总量仍小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则可以延长观测时间，直到累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则将累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量的时间所对应的抽采半径确定为有效抽采半径，该有效抽采半径为1/2d。
本实施例中，如果当观测时间达到60天时，累计的瓦斯抽采总量仍小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，还可以通过抽采钻孔瓦斯流动模型的数学表达式进行计算，当累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量的时间所对应的抽采半径确定为有效抽采半径。
本实施例提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，若第n天累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则继续抽采，并判断抽采天数是否大于预设天数；若抽采天数大于预设天数，且累计的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则延长观测时间，或者根据每天的瓦斯抽采量确定出累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时所需的天数。
这样在对待测煤层内的瓦斯进行抽采时，首先设定一段观测时间，然后根据瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔10的参数来计算出每天的瓦斯抽采量，并将累计的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量进行对比，来分析确定钻孔的有效抽采半径，改变了现有中抽取瓦斯前需要等待测压孔压力稳定的方法，避免了瓦斯压力测定带来的不利影响，其次，通过观测钻孔瓦斯的抽采流量来分析确定钻孔有效抽采半径的方法，准确测定的成功率高。
在上述实施例的基础上，本实施例中，根据每天的瓦斯抽采量确定出累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时所需的天数，具体包括：
对每天的瓦斯抽采量进行拟合，获得拟合曲线；
根据拟合曲线对应的拟合公式计算得到累计的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时所需的天数；
拟合公式为：
式中：
q极——钻孔极限瓦斯抽采量，m3；
本实施例中，q极与
在上述实施例的基础上，本实施例中，若第n-1天累计的瓦斯抽采总量大于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则停止瓦斯抽采装置工作，并确定出该组钻孔在第n-1天对应的有效抽采半径为1/2d。
在上述实施例的基础上，本实施例中，在待测煤层区域上形成多组钻孔，包括：
对待测煤层区域进行顺层钻孔，以形成多组钻孔，且每组钻孔可以包括一个流量观测孔10和两个位于流量观测孔10两侧的辅助抽采孔20。
本实施例中，顺层钻孔是指顺着煤层的走向或者倾向方向而打的钻孔，这样的钻孔只在这一层煤层里面，不会穿到顶底板岩层中或其他煤层中。
本实施例中，参见图2和图3所示，在煤层中间位置沿煤层倾向布置两组顺层钻孔，第一组钻孔可以包括1#、11#和12#三个钻孔，其中，1#孔为流量观测孔10，11#和12#为辅助抽采孔20，并且1#到11#和12#之间的距离设为d1，钻孔长度可以设为l。
本实施例中，第二组钻孔可以包括2#、21#和22#三个钻孔，其中，2#为流量观测孔10，21#和22#为辅助抽采孔20，并且2#到21#和22#之间的距离设为d2，钻孔长度可以设为l。
本实施例中，对1#到11#和12#之间的距离以及2#到21#和22#之间的距离不做限定，对钻孔长度也不做限定，具体可以根据现场实际需要进行布置。
本实施例提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，具体操作为：首先，对第一组钻孔先施工11#和12#这两个辅助抽采孔20，接着在施工流量观测孔10，当流量观测孔10施工结束后，采用瓦斯抽采装置对第一组的三个钻孔同时抽取瓦斯，抽取过程中应保证抽采负压一致且稳定。
对第一组钻孔抽取结束后，每天观测流量观测孔10的抽采负压、流量、瓦斯浓度、温度和巷道内的气压，并计算每天流量观测孔10的瓦斯抽采量以及n天累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量，并判断比较累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量的大小，当第一组钻孔抽采到n-1天时，如果计算得到累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，并且当第一组钻孔抽采到n天时，累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则可以确定出第n天对应的有效抽采半径为1/2d1。
其中，对第一组钻孔进行顺层钻孔时，对待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量根据如下公式确定：
q1总＝m·d1·l·ρ·w抽
其中，q1总为第一组钻孔控制区域内需抽取的瓦斯总量，m为煤层厚度，d1为1#到11#和12#之间的距离，l为钻孔长度，ρ为煤层密度，w抽为抽采达标时吨煤瓦斯抽采量，需要说明的是，上述公式(3)中v＝md1l。
对第二组钻孔先施工21#和22#这两个辅助抽采孔20，接着在施工流量观测孔10，当流量观测孔10施工结束后，采用瓦斯抽采装置对第二组的三个钻孔同时抽取瓦斯，抽取过程中应保证抽采负压一致且稳定。
对第二组钻孔抽取结束后，每天观测流量观测孔10的抽采负压、流量、瓦斯浓度、温度和巷道内的气压，并计算每天流量观测孔10的瓦斯抽采量以及n天累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量，并判断比较累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量的大小，当第二组钻孔抽采到n-1天时，如果计算得到累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，并且当第二组钻孔抽采到n天时，累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则可以确定出第n天对应的有效抽采半径为1/2d2。
其中，对第二组钻孔进行顺层钻孔时，对待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量根据如下公式确定：
q2总＝m·d2·l·ρ·w抽
其中，q2总为第一组钻孔控制区域内需抽取的瓦斯总量，m为煤层厚度，d2为2#到21#和22#之间的距离，l为钻孔长度，ρ为煤层密度，w抽为抽采达标时吨煤瓦斯抽采量。
本实施例提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，在待测煤层区域上形成多组钻孔，通过包括对待测煤层区域进行顺层钻孔，以形成多组钻孔，且每组钻孔包括一个流量观测孔10和两个位于流量观测孔10两侧的辅助抽采孔20。
这样在对待测煤层内的瓦斯进行抽采时，根据瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔10的参数来计算出每天的瓦斯抽采量，并将累计的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量进行对比，来分析确定钻孔的有效抽采半径，改变了现有中抽取瓦斯前需要等待测压孔压力稳定的方法，避免了瓦斯压力测定带来的不利影响，因此，本发明提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，通过观测钻孔瓦斯的抽采流量来分析确定钻孔有效抽采半径的方法，解决了现有技术中在测定煤层瓦斯压力时会导致测定周期长、失败率高等问题。
在上述实施例的基础上，在待测煤层区域上形成多组钻孔，具体包括：对待测煤层区域进行穿层钻孔，以形成多组钻孔，且每组钻孔包括一个流量观测孔10和四个位于流量观测孔10两侧的辅助抽采孔20，且四个辅助抽采孔20的中心相连形成正方形。
本实施例中，穿层钻孔是指钻孔穿过在初始打孔位置的煤层，并到达其他煤层或者岩层的钻孔。
本实施例中，参见图4所示，在进行穿层钻孔正方形网格布置以确定钻孔有效抽采半径，并且在煤层中布置两组穿层钻孔，其中，第一组钻孔可以包括1#、11#、12#、13#和14#五个钻孔，其中，1#孔为流量观测孔10，11#、12#、13#和14#为辅助抽采孔20，并且1#到11#、12#、13#和14#之间的距离设为d1，钻孔长度可以设为l。
本实施例中，第二组钻孔可以包括2#、21#、22#、23#和24#五个钻孔，其中，2#为流量观测孔10，21#、22#、23#和24#为辅助抽采孔20，并且2#到21#、22#、23#和24#之间的距离设为d2，钻孔长度可以设为l。
本实施例中，对1#到11#、12#、13#和14#之间的距离以及2#到21#、22#、23#和24#之间的距离不做限定，对钻孔长度也不做限定，具体可以根据现场实际需要进行布置。
本实施例提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，具体操作为：首先，对第一组钻孔先施工11#、12#、13#和14#这四个辅助抽采孔20，接着在施工流量观测孔10，当流量观测孔10施工结束后，采用瓦斯抽采装置对第一组的五个钻孔同时抽取瓦斯，抽取过程中应保证抽采负压一致且稳定。
对第一组钻孔抽取结束后，每天观测流量观测孔10的抽采负压、流量、瓦斯浓度、温度和巷道内的气压，并计算每天流量观测孔10的瓦斯抽采量以及n天累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量，并判断比较累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量的大小，当第一组钻孔抽采到n-1天时，如果计算得到累计的1#孔的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，并且当第一组钻孔抽采到n天时，累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则可以确定出第n天对应的有效抽采半径为1/2d1。
其中，对第一组钻孔进行穿层钻孔时，对待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量根据如下公式确定：
q1总＝d1·d1·l1·ρ·w抽
其中，q1总为第一组钻孔控制区域内需抽取的瓦斯总量，d1为1#到11#、12#、13#和14#之间的距离，l1为钻孔长度，ρ为煤层密度，w抽为抽采达标时吨煤瓦斯抽采量。
对第二组钻孔先施工21#、22#、23#和24#这两个辅助抽采孔20，接着在施工流量观测孔10，当流量观测孔10施工结束后，使用瓦斯抽采装置对第二组的五个钻孔同时抽取瓦斯，抽取过程中应保证抽采负压一致且稳定。
对第二组钻孔抽取结束后，每天观测流量观测孔10的抽采负压、流量、瓦斯浓度、温度和巷道内的气压，并计算每天流量观测孔10的瓦斯抽采量以及n天累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量，并判断比较累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量的大小，当第二组钻孔抽采到n-1天时，如果计算得到累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，并且当第二组钻孔抽采到n天时，累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则可以确定出第n天对应的有效抽采半径为1/2d2。
其中，对第二组钻孔进行顺层钻孔时，对待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量根据如下公式确定：
q2总＝d2·d2·l2·ρ·w抽
其中，q2总为第一组钻孔控制区域内需抽取的瓦斯总量，d2为21#、22#、23#和24#之间的距离，l2为钻孔长度，ρ为煤层密度，w抽为抽采达标时吨煤瓦斯抽采量。
本实施例中，流量观测孔10与煤层夹角尽量接近90°，这时l1和l2即为煤层厚度。
本实施例中，对待测煤层区域进行穿层钻孔，还可以形成多组钻孔，其中钻孔包括一个流量观测孔10和六个位于流量观测孔10两侧的辅助抽采孔20，且六个辅助抽采孔20的中心相连形成正六边形。
本实施例中，参见图5所示，在进行穿层钻孔等边三角形网格布置以确定钻孔有效抽采半径，在煤层中布置两组穿层钻孔，其中，第一组钻孔可以包括1#、11#、12#、13#、14#、15#和16#七个钻孔，其中，1#孔为流量观测孔10，11#、12#、13#、14#、15#和16#为辅助抽采孔20，并且1#到11#、12#、13#、14#、15#和16#之间的距离设为d1，钻孔长度可以设为l。
本实施例中，第二组钻孔可以包括2#、21#、22#、23#、24#、25#和26#七个钻孔，其中，2#为流量观测孔10，21#、21#、22#、23#、24#、25#和26#为辅助抽采孔20，并且2#到21#、22#、23#、24#、25#和26#之间的距离设为d2，钻孔长度可以设为l。
首先，对第一组钻孔先施工11#、12#、13#、14#、15#和16#这六个辅助抽采孔20，接着在施工流量观测孔10，当流量观测孔10施工结束后，使用瓦斯抽采装置对第一组的七个钻孔同时抽取瓦斯，抽取过程中应保证抽采负压一致且稳定。
对第一组钻孔抽取结束后，每天观测流量观测孔10的抽采负压、流量、瓦斯浓度、温度和巷道内的气压，并计算每天流量观测孔10的瓦斯抽采量以及n天累计的1#孔的瓦斯抽采总量，并判断比较累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量的大小，当第一组钻孔抽采到n-1天时，如果计算得到累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，并且当第一组钻孔抽采到n天时，累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则可以确定出第n天对应的有效抽采半径为1/2d1。
其中，对第一组钻孔进行穿层钻孔时，对待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量根据如下公式确定：
其中，q1总为第一组钻孔控制区域内需抽取的瓦斯总量，d1为1#到11#、12#、13#、14#、15#和16#之间的距离，l1为钻孔长度，ρ为煤层密度，w抽为抽采达标时吨煤瓦斯抽采量。
对第二组钻孔先施工21#、22#、23#、24#、25#和26#这六个辅助抽采孔20，接着在施工流量观测孔10，当流量观测孔10施工结束后，使用瓦斯抽采装置对第二组的七个钻孔同时抽取瓦斯，抽取过程中应保证抽采负压一致且稳定。
对第二组钻孔抽取结束后，每天观测流量观测孔10的抽采负压、流量、瓦斯浓度、温度和巷道内的气压，并计算每天流量观测孔10的瓦斯抽采量以及n天累计的2#孔的瓦斯抽采总量，并判断比较累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量的大小，当第二组钻孔抽采到n-1天时，如果计算得到累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量小于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量时，并且当第二组钻孔抽采到n天时，累计的流量观测孔10的瓦斯抽采总量大于等于待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量，则可以确定出第n天对应的有效抽采半径为1/2d2。
其中，对第二组钻孔进行穿层钻孔时，对待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量根据如下公式确定：
其中，q2总为第二组钻孔控制区域内需抽取的瓦斯总量，d2为21#、22#、23#、24#、25#和26#之间的距离，l2为钻孔长度，ρ为煤层密度，w抽为抽采达标时吨煤瓦斯抽采量。
本实施例提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，在待测煤层区域上形成多组钻孔，通过包括对待测煤层区域进行穿层钻孔，以形成多组钻孔，且每组钻孔包括一个流量观测孔10和四个或六个位于流量观测孔10两侧的辅助抽采孔20，且四个或六个辅助抽采孔20的中心相连形成正方形或正六边形。
这样在对待测煤层内的瓦斯进行抽采时，根据瓦斯抽采装置监测到的流量观测孔10的参数来计算出每天的瓦斯抽采量，并将累计的瓦斯抽采总量与待测煤层区域内需抽采的瓦斯总量进行对比，来分析确定钻孔的有效抽采半径，改变了现有中抽取瓦斯前需要等待测压孔压力稳定的方法，避免了瓦斯压力测定带来的不利影响，因此，本发明提供的一种钻孔有效抽采半径的确定方法，通过观测钻孔瓦斯的抽采流量来分析确定钻孔有效抽采半径的方法，解决了现有技术中在测定煤层瓦斯压力时会导致测定周期长、失败率高等问题。
在上述实施例的基础上，相邻两组钻孔中的流量观测孔10之间的间距可以大于等于5m。
本实施例中，如图3所示，在煤层中间位置沿煤层倾向布置两组顺层钻孔，相邻两组钻孔中12#与21#之间的距离为h1，其中，h1可以大于5m，其中，h1可以为5m，h1可以为8m，h1也可以为10m，本实施例中，对顺层钻孔时相邻两组钻孔中12#与21#之间的距离不做具体限定。
本实施例中，如图4所示，在待测煤层区域上形成多组钻孔，对待测煤层区域进行穿层钻孔，相邻两组钻孔中13#与21#之间的距离为h2，如图5所示，相邻两组钻孔中14#与21#之间的距离为h3，其中，h2和h3可以大于5m，其中，h2和h3可以为5m，h2和h3可以为8m，h2和h3也可以为10m，本实施例中，对穿层钻孔时相邻两组钻孔中13#与21#、14#与21#之间的距离不做具体限定。
本实施例中，通过将相邻两组钻孔中的流量观测孔10之间的间距设置为大于等于5m，这样可以保证瓦斯流量观测孔10的抽采影响范围在相邻辅助抽采孔20的影响范围之外，避免了在抽采时相互影响的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例中所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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