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钻孔流量法测定有效抽采半径原理及实

践

摘要：为了准确测定瓦斯抽采钻孔的有效抽采半径，提出采用钻孔流量法，

设置不同间距的钻孔组，研究确定不同间距钻孔组的钻孔瓦斯抽采流量、抽采率

与抽采时间的关系，以抽采达标为“有效”评价指标，计算出目标煤层抽采达标

时的达标抽采率，筛选在规定抽采时间下满足达标抽采率的钻孔组，进而确定出

有效抽采半径。通过在朱家湾煤矿152106工作面运输巷现场实践，研究得到抽

采半径分别为1m、2m、3m的抽采规律，计算出了Cb煤层达标时残余瓦斯含量值

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和目标抽采率分别为7.2m/t和36.4%，确定出了朱家湾煤矿不同抽采时间的最

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佳有效抽采半径，认为在初始瓦斯含量为11.32m/t条件下，预抽期为120天，

采用2.0m钻孔间距作为合理的钻孔间距值最佳。结果表明钻孔瓦斯流量法测定

有效抽采半径原理科学、方法简单、实践可行、结果有效。

关键词：钻孔瓦斯流量法；有效抽采半径；瓦斯抽采率；钻孔间距

1引言

目前有效抽采半径现场实测考察方法主要有三种：瓦斯压力降低法、瓦斯含

量降低法和钻孔瓦斯流量法[1-3]。但在现场实测法中，由于不同地点的瓦斯压力

和瓦斯含量差别很大，瓦斯压力降低法和瓦斯含量降低法的测试难度较大，在相

同抽采时间的瓦斯抽采半径亦随之改变，并且一次只能测试某个地点的抽采半径，

成本较高。而钻孔瓦斯流量法操作简单，对抽采效果可以进行验证，目前得到了

广泛的应用。

2钻孔瓦斯流量法测试原理

钻孔瓦斯流量法是测定不同钻孔间距瓦斯抽采流量与时间的关系，计算出单

孔瓦斯抽采累计量，再根据煤层总瓦斯含量、总抽采量、目标抽采率之间关系得

到不同时间下、能够使抽采区域达标的有效抽采钻孔间距。

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2.1不同间距钻孔瓦斯流量与时间的关系

在钻孔抽采瓦斯过程中，钻孔与钻孔之间会相互影响，造成不同的钻孔间距

抽采规律也不尽相同，因此，针对不同钻孔间距布孔方式，需要测定出其代表性

的抽采规律。钻孔初始瓦斯抽采量（）和瓦斯抽采量衰减系数（）是表征

钻孔瓦斯抽采量随时间变化规律的特征参数。测定时，根据每天各个钻孔的抽采

瓦斯混合流量（按照公式1换算成标准大气压下流量）、混合浓度、抽采时间、

钻孔长度，换算成每100m钻孔平均瓦斯抽采纯量（），并结合钻孔抽采时间

ttt

（）形成测定数组（，）。和值可根据（，）数组按下式回归

分析求得。

钻孔瓦斯抽采量与钻孔的抽采时间t很好的符合负指数函数关系式，如

下：

（1）

式中，

3-1

——100m钻孔初始瓦斯抽采量，m/min·hm