1.本發(fā)明屬于煤礦瓦斯治理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別涉及一種用于煤礦抽放鉆孔布置方法。

背景技術(shù)：

2.礦井瓦斯是威脅煤礦安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一，當(dāng)井下巷道空氣中瓦斯?jié)舛群芨邥r(shí)，空氣中的氧含量會相對降低，會導(dǎo)致人員窒息。而當(dāng)空氣中的瓦斯含量達(dá)到一定值時(shí)遇火就會燃燒或爆炸，瓦斯爆炸時(shí)能產(chǎn)生1850℃以上的高溫和高壓的強(qiáng)大沖擊波，從而造成人員傷亡和設(shè)備、設(shè)施的損壞，如果爆炸源附近的沉積煤塵被揚(yáng)起，還將導(dǎo)致煤塵爆炸。此外，瓦斯爆炸還將產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，氧氣含量減少，一氧化碳、二氧化碳等有害氣體顯著增加，會造成大量人員中毒傷亡。但同時(shí)瓦斯又是一種儲量非常豐富的清潔能源，開發(fā)利用瓦斯對煤礦安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境、改善能源結(jié)構(gòu)等都具有重大經(jīng)濟(jì)和社會效益。

3.煤礦瓦斯治理大的分類為風(fēng)排和抽放。首先要確保各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量充足，防止瓦斯聚積。再就是高強(qiáng)度的瓦斯抽放，多打孔，密打孔，嚴(yán)抽放，區(qū)域性的瓦斯治理有開采保護(hù)層和本煤層瓦斯抽放(穿層、順層)，局部的有超前抽排放鉆孔等。通過抽采可以降低煤層中的瓦斯含量，從而降低煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性。目前，主要的防治手段是施工近距離穿層鉆孔同時(shí)結(jié)合順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯。通常煤礦井下增加抽放煤層氣的方法主要是通過增加鉆孔密度，縮小鉆孔間距的方法來提高煤層鉆孔瓦斯抽放量，但是大大的加大了鉆孔的施工量以及工期，成本花費(fèi)也會成倍增加。因此，如何提高鉆孔利用率，從而提供一種瓦斯抽采率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、容易施工的鉆孔順層抽采煤層瓦斯的方法是一個(gè)迫切需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于煤礦抽放鉆孔布置方法，確定單孔抽放鉆孔瓦斯抽采半徑l與時(shí)間函數(shù)關(guān)系；根據(jù)礦井抽采計(jì)劃，確定單孔抽采半徑l；確定煤層厚度h；根據(jù)煤層厚度h確定鉆孔層數(shù)；根據(jù)單孔抽采半徑l值的大小，確定鄰近鉆孔布置位置，同層相鄰鉆孔間距為3

0.5

l，有效的解決了上述存在的鉆孔施工量大、工期長及成本高的技術(shù)問題。

5.本發(fā)明一種用于煤礦抽放鉆孔布置方法的目的與功效，由以下具體技術(shù)手段所達(dá)成：

6.一種用于煤礦抽放鉆孔布置方法，所述方法步驟有：一、確定單孔抽放鉆孔瓦斯抽采半徑l與時(shí)間函數(shù)關(guān)系；二、根據(jù)礦井抽采計(jì)劃，確定單孔抽采半徑l；確定煤層控制范圍h(傾向長度/煤厚)和w(走向長度)；根據(jù)抽采范圍h確定鉆孔層數(shù)，w確定單層數(shù)量；五、根據(jù)單孔抽采半徑l值的大小，確定鄰近鉆孔布置位置，同層相鄰鉆孔間距為3

0.5

l。

7.步驟一中，單孔抽采半徑l可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際測量確定。

8.步驟二中，由于煤層賦存差異，對于順層鉆孔各煤層厚度h不一樣，穿層鉆孔控制

范圍傾向長度h不一樣，需查閱資料確定。

9.所述步驟三中，第一層鉆孔位于煤層底板上l即可。此間距為相鄰鉆孔控制范圍最低焦點(diǎn)，可使焦點(diǎn)落到控制邊界上。

10.所述步驟四中，鄰近層鉆孔間距為1.5l，而不是2l。此距離為相鄰兩層鉆孔控制范圍不存在空白帶，并使抽采范圍利用率最大化。

11.本發(fā)明至少包括以下有益效果：

12.通過將同層相鄰鉆孔間距設(shè)為3

0.5

l，鄰近層鉆孔間距設(shè)為1.5l，而不是2l，可在現(xiàn)有基礎(chǔ)上確保沒有抽采空白帶的出現(xiàn)；鉆孔利用率達(dá)到最大，鉆孔數(shù)量降低；實(shí)用性更加廣泛，還能降低成本，節(jié)約經(jīng)濟(jì)；可增強(qiáng)單孔利用率以抽放半徑2m，控制300m

×

30m條帶，常規(guī)正四邊形布孔需要1177個(gè)鉆孔，采用本方法只需880個(gè)鉆孔，減少鉆孔數(shù)量25.2％，采用4000型鉆機(jī)，礦上自己打鉆對施工，鉆孔成本為60元/m左右，以常規(guī)100m鉆孔，將節(jié)約鉆孔成本178萬，節(jié)約施工鉆孔成本百分之二十以上，礦上打鉆施工平均日進(jìn)尺120m，按照2組打鉆隊(duì)伍常規(guī)鉆孔打鉆時(shí)間需要491天，采用本專利打鉆時(shí)間只需367天，算上設(shè)備運(yùn)輸?shù)纫蛩兀s短施工工期百分之十以上，在相同的范圍里，在實(shí)現(xiàn)沒有空白帶的情況下采用最少的鉆孔實(shí)現(xiàn)煤層整體的瓦斯抽采，取得了很好的實(shí)施效果。

附圖說明：

13.圖1為本發(fā)明的鉆孔示意圖。

具體實(shí)施方式

14.下面通過實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

15.在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上；術(shù)語“同軸”、“底部”、“一端”、“頂部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一側(cè)”、“頂部”、“內(nèi)”、“前部”、“中央”、“兩端”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

16.在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“設(shè)置”、“連接”、“固定”、“旋接”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

17.實(shí)施例：

18.本發(fā)明提供一種用于煤礦抽放鉆孔布置方法，如附圖1所示，所述方法步驟有：一、確定單孔抽放鉆孔瓦斯抽采半徑l與時(shí)間函數(shù)關(guān)系；二、根據(jù)礦井抽采計(jì)劃，確定單孔抽采半徑l；三、確定煤層控制范圍h(傾向長度/煤厚)和w(走向長度)；四、根據(jù)抽采范圍h確定鉆孔層數(shù)，w確定單層數(shù)量；五、根據(jù)單孔抽采半徑l值的大小，確定鄰近鉆孔布置位置，同層相

鄰鉆孔間距為3

0.5

l。

19.進(jìn)一步的，步驟一中，單孔抽采半徑l可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際測量確定。

20.進(jìn)一步的，步驟二中，由于煤層賦存差異，對于順層鉆孔各煤層厚度h不一樣，穿層鉆孔控制范圍傾向長度h不一樣，需查閱資料確定。

21.進(jìn)一步的，步驟三中，第一層鉆孔位于煤層底板上l即可。此間距為相鄰鉆孔控制范圍最低焦點(diǎn)，可使焦點(diǎn)落到控制邊界上。

22.進(jìn)一步的，步驟四中，鄰近層鉆孔間距為1.5l，而不是2l。此距離為相鄰兩層鉆孔控制范圍不存在空白帶，并使抽采范圍利用率最大化。

23.以貴州龍寶煤礦，抽放半徑2m，控制300m

×

30m抽放條帶，常規(guī)正四邊形布孔，孔間距2.8m，傾向需107個(gè)鉆孔，走向11個(gè)鉆孔，總共需要1177個(gè)鉆孔，采用本方法同層需要87個(gè)鉆孔，每個(gè)鉆孔間距3.461m，層與層之間間隔3m，需要10層，總共需880個(gè)鉆孔，減少鉆孔數(shù)量25.2％，采用4000型鉆機(jī)，礦上自己打鉆對施工，鉆孔成本為60元/m左右，以常規(guī)100m鉆孔，將節(jié)約鉆孔成本178萬，節(jié)約施工鉆孔成本百分之二十以上，礦上打鉆施工平均日進(jìn)尺120m，按照2組打鉆隊(duì)伍常規(guī)鉆孔打鉆時(shí)間需要491天，采用本專利打鉆時(shí)間只需367天，算上設(shè)備運(yùn)輸?shù)纫蛩亍？s短施工工期百分之十以上。

24.通過將同層相鄰鉆孔間距設(shè)為3

0.5

l，鄰近層鉆孔間距設(shè)為1.5l，而不是2l，可在現(xiàn)有基礎(chǔ)上確保沒有抽采空白帶的出現(xiàn)；鉆孔利用率達(dá)到最大，鉆孔數(shù)量降低；實(shí)用性更加廣泛，還能降低成本，節(jié)約經(jīng)濟(jì)；可增強(qiáng)單孔利用率，減少鉆孔數(shù)量25.2％，節(jié)約施工鉆孔成本百分之二十以上，縮短施工工期百分之十以上，在相同的范圍里，在實(shí)現(xiàn)沒有空白帶的情況下采用最少的鉆孔實(shí)現(xiàn)煤層整體的瓦斯抽采，取得了很好的實(shí)施效果。

25.本發(fā)明未詳述之處，均為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。

26.本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。技術(shù)特征：

1.一種用于煤礦抽放鉆孔布置方法，其特征在于：所述方法步驟有：一、確定單孔抽放鉆孔瓦斯抽采半徑l與時(shí)間函數(shù)關(guān)系；二、根據(jù)礦井抽采計(jì)劃，確定單孔抽采半徑l；三、確定煤層控制范圍參數(shù)傾向長度/煤厚h和走向長度w；四、根據(jù)抽采范圍參數(shù)h確定鉆孔層數(shù)，根據(jù)走向長度w確定單層數(shù)量；五、根據(jù)單孔抽采半徑l值的大小，確定鄰近鉆孔布置位置，同層相鄰鉆孔間距為3

0.5

l。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤礦抽放鉆孔布置方法，其特征在于：所述單孔抽采半徑l可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際測量確定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤礦抽放鉆孔布置方法，其特征在于：所述步驟三中，第一層鉆孔位于煤層底板上l即可。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于煤礦抽放鉆孔布置方法，其特征在于：所述步驟四中，鄰近層鉆孔間距為1.5l。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供一種用于煤礦抽放鉆孔布置方法，所述方法步驟有：一、確定單孔抽放鉆孔瓦斯抽采半徑L與時(shí)間函數(shù)關(guān)系；二、根據(jù)礦井抽采計(jì)劃，確定單孔抽采半徑L；三、確定煤層厚度H；四、根據(jù)煤層厚度H確定鉆孔層數(shù)；五、根據(jù)單孔抽采半徑L值的大小，確定鄰近鉆孔布置位置，同層相鄰鉆孔間距為3

技術(shù)研發(fā)人員：焦安軍 田世祥 羅新波

受保護(hù)的技術(shù)使用者：貴州大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2022.01.21

技術(shù)公布日：2022/4/29