一种松软突出煤层抽采钻孔塌孔位置测定方法与流程

本发明涉及瓦斯抽采领域，特别涉及一种松软突出煤层抽采钻孔塌孔位置测定方法。

背景技术：

在我国，高瓦斯矿井和突出矿井多，存在于煤层中的甲烷总量巨大，瓦斯危害大。在开采高瓦斯煤层或突出煤层前，需要施工钻孔进行瓦斯抽采，达到释放煤岩体中的瓦斯和煤岩体卸压效果。由于煤层强度低，加之地应力、瓦斯压力对钻孔的影响，尤其是在松软煤层这种复杂介质中，极易发生塌孔现象，严重影响瓦斯抽采效果。确定抽采钻孔的塌孔位置并采取一些工程技术措施，可延长钻孔稳定时间，提高瓦斯抽采效率，减少瓦斯灾害事故的发生。

目前，有关塌孔位置测定方面的技术很少，主要应用预设钻孔深度直径测量技术，即采用jjc-1d型孔径检测系统由目标钻孔的底部或顶部开始，每隔预设深度测量一次所述目标钻孔的直径，获取所述目标钻孔的深度与直径关系，确定所述目标钻孔的塌孔区域的位置，具有测量结果存储和处理方便快捷、测量精确度较高等特点。不足之处在于，此种方法需要测量多组数据，因此需要对不同深度钻孔的直径进行持续测量，工程量大，操作过程较为复杂。此外，在实际工程中，预设深度的取值范围不固定，不同预设深度所得到的测量结果存在明显差异。

技术实现要素：

发明目的：针对上述现有技术，提出一种松软突出煤层抽采钻孔塌孔位置测定方法，

技术方案：一种松软突出煤层抽采钻孔塌孔位置测定方法，包括如下步骤：

步骤1：在待测工作面选取疑似出现塌孔现象的抽采钻孔为测试钻孔；

步骤2：关闭抽采管路上的第一阀门，在抽采钻孔的孔口与抽采管路之间安装三通来增设测试管路，在测试管路上设置第二阀门并安装塌孔测定计量装置；

步骤3：打开测试管路上的第二阀门，开启塌孔测定计量装置，开始记录抽采钻孔进气量，待气体流速稳定时，关闭第二阀门和塌孔测定计量装置，读取塌孔测定计量装置显示的数据结果并记录；

步骤4：开启抽采管路上的第一阀门，恢复瓦斯抽采工作；

步骤5：根据抽采钻孔的直径、封孔长度和塌孔测定计量装置测定的总进气量，根据公式(1)计算塌孔位置：

l＝l1+l2(1)

式中，l为塌孔位置距抽采钻孔孔口的长度，l1为封孔长度，l2为实际抽采钻孔长度。

进一步的，所述实际抽采钻孔长度l2为封孔材料内端部至塌孔位置的距离，计算方法如式(2)所示：

式中，v为塌孔测定计量装置测定的总进气量，d为抽采钻孔的直径。

进一步的，所述塌孔测定计量装置为气体流量计。

有益效果：(1)本发明方法根据抽采钻孔直径和塌孔测定计量装置的总进气量，计算实际抽采钻孔长度，并根据实际抽采钻孔长度和封孔长度，确定抽采钻孔塌孔位置，所得结果可靠性较高。

(2)抽采钻孔塌孔程度越重，则利用此方法测定的效果越好，尤其对于使抽采钻孔完全堵塞的塌孔，此方法确定的塌孔位置更加精确。

(3)抽放管路与测定管路通过三通连接，且管路上设置阀门，能够实现从塌孔测定到恢复瓦斯抽采的快速转换。

(4)本发明方法简单，操作便捷，实用高效，最大限度的降低井下的人力需要，能有效降低测定成本。

附图说明

图1是本发明的实施方法工作示意图；

图2是本发明的抽采钻孔塌孔位置测定工作流程图；

图1中：1-顶板；2-煤体；3-底板；4-抽采钻孔；5-塌孔位置；6-封孔材料；7-三通；8-抽采管路；9-第一阀门；10-测试管路；11-第二阀门；12-塌孔测定计量装置；13-巷道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图2所示，一种松软突出煤层抽采钻孔塌孔位置测定方法，包括如下步骤：

步骤1：在待测工作面选取疑似出现塌孔现象的抽采钻孔4为测试钻孔。

步骤2：布置测试现场：关闭抽采管路上的第一阀门9，在抽采钻孔4的孔口与抽采管路8之间安装三通7来增设测试管路10，在测试管路上设置第二阀门11并安装塌孔测定计量装置12，塌孔测定计量装置12为气体流量计。

步骤3：打开测试管路上的第二阀门11，开启塌孔测定计量装置12，开始记录抽采钻孔4进气量，待气体流速稳定时，关闭第二阀门11和塌孔测定计量装置12，读取塌孔测定计量装置12显示的数据结果并记录。

步骤4：开启抽采管路上的第一阀门9，恢复瓦斯抽采工作。

步骤5：根据抽采钻孔4的直径、封孔长度和塌孔测定计量装置12测定的总进气量，根据公式1计算塌孔位置5：

l＝l1+l2(1)

式中，l为塌孔位置距抽采钻孔4孔口的长度，l1为封孔长度，l2为实际抽采钻孔长度。实际抽采钻孔长度l2为封孔材料6内端部至塌孔位置5的距离，计算方法如式2所示：

式中，v为塌孔测定计量装置12测定的总进气量，d为抽采钻孔4的直径。

本发明根据实际抽采钻孔长度和封孔长度，确定抽采钻孔塌孔位置，封孔长度为已知量，仅需计算实际抽采钻孔长度，方法简单，操作便捷，所得结果可靠性较高。

本发明根据抽采钻孔直径和塌孔测定计量装置的总进气量，运用气体体积法计算实际抽采钻孔长度，所得结果较为精确。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种松软突出煤层抽采钻孔塌孔位置测定方法，在待测工作面选取疑似出现塌孔现象的抽采钻孔为测试钻孔，关闭抽采管路上的阀门，在钻孔孔口与抽放管路之间安装三通，增设测试管路并安装塌孔测定计量装置，打开测试管路上的阀门开始测定工作，记录塌孔测定计量装置最终的总进气量并恢复瓦斯抽采工作，采用气体体积法确定钻孔塌孔的具体位置。其方法简单、操作便捷，成本低廉，实用高效。

技术研发人员：沈荣喜;李太训;王恩元;李红儒;陈同庆
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2019.05.31
技术公布日：2019.08.16