[发明专利]一种煤层瓦斯抽采效果动态评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层瓦斯抽采效果动态评价方法，尤其针对高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井瓦斯抽采效果的评价方法。

背景技术

煤层瓦斯(煤层气)是引发煤矿生产安全事故的重要隐患，同时也是一种新型的优质能源。合理地开发利用矿井的瓦斯资源不仅能够保障煤矿的安全高效生产，同时也有利于优化能源结构，促进节能减排。然而，在当前煤炭高强度开采的条件下，高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井由于在进行瓦斯抽采工艺技术设计和抽采作业管理时，缺乏相关理论及方法的指导，造成煤层瓦斯抽采期紧张或不足而引起矿井的抽-掘-采作业衔接不平衡，导致瓦斯抽采与煤炭开采之间易形成相互制约的矛盾。具体来说，高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井在抽采作业实施的管理过程中会面临以下问题：准确预测瓦斯抽采时间；合理设计抽采工程参数；实时掌握瓦斯抽采效果极其发展趋势；科学验证瓦斯抽采效果，等。矿井在解决这些问题时均需要一种科学的煤层瓦斯抽采效果评价方法，指导矿井实施瓦斯抽采工作的精细化管理。因此，煤层瓦斯抽采效果动态评价对保障煤矿的安全生产尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤层瓦斯抽采效果动态评价方法。该方法利用煤层抽采瓦斯流动理论、抽采达标评判、监测监控、数学反演及井下瓦斯参数测定等理论和技术，在抽采前、抽采过程中和抽采末期3个阶段分别对煤层瓦斯抽采效果实施抽采效果预评价、抽采效果实时评价和抽采效果实测验证的动态评价，有效避免因煤层瓦斯预抽期紧张或不足而导致的抽-掘-采作业的不平衡。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤层瓦斯抽采效果动态评价方法，该方法包括以下步骤：

步骤S11：在煤层瓦斯抽采工程施工前，对煤层瓦斯抽采效果进行预评价；

步骤S12：在煤层瓦斯抽采过程中，对抽采效果进行实时评价；

步骤S13：在煤层瓦斯抽采末期，通过井下实测的方法对抽采是否达标进行验证；

步骤S14：利用步骤S11、步骤S12、步骤S13获得的评价结果实现瓦斯抽采效果动态评价。

进一步，所述预评价采用的方法包括钻孔预抽煤层瓦斯流动理论、抽采效果预测和抽采工程优化。

进一步，所述实时评价利用的技术包括煤层瓦斯抽采预测理论、抽采监测监控技术、井下煤层瓦斯参数测定技术和数学反演技术。

进一步，所述方法中的瓦斯抽采施工前抽采效果预评价，包括以下步骤：

步骤S101：根据煤层瓦斯赋存及分布和钻孔周围瓦斯流动特征，从理论上构建钻孔瓦斯预抽煤层瓦斯流动模型；

步骤S102：根据煤层瓦斯赋存及分布，初步确定煤层瓦斯的不同抽采工程参数；

步骤S103：结合步骤S101和步骤S102获得不同抽采时间条件下的瓦斯抽采效果预评价结果；

步骤S104：对所述步骤S103获得的煤层瓦斯抽采效果预评价结果进行判断，其中，判断结果为“是”，则获得合理的抽采工程参数及抽采效果预评价结果；判断结果为“否”，调整步骤S102中的抽采工程参数，重复步骤S103至步骤S104，直到获得合理的抽采工程参数及预评价效果。

进一步，所述方法中的瓦斯抽采过程中抽采效果实时评价，包括以下步骤：

步骤S201：根据瓦斯抽采施工前抽采效果预评价(S11)获得的合理抽采工程参数将预抽煤层划分为n个抽采效果评价单元；

步骤S202：根据瓦斯抽采施工前抽采效果预评价(S11)获得的预评价效果将预抽时间划分为N(1,…,i,…,N)个评价周期；

步骤S203：每个评价单元在i周期的评价过程；

步骤S208：后进入i+1评价周期，当所有评价周期结束时，获得初步的实际抽采效果评价结果。

进一步，所述方法中的瓦斯抽采末期抽采效果井下实测验证，包括以下步骤：

步骤S301：根据瓦斯抽采过程中抽采效果实时评价(S12)获得初步的实时抽采效果划定钻孔的有效抽采范围；

步骤S302：在步骤S301划定的钻孔有效抽采范围内布置瓦斯抽采效果井下验证测点；

步骤S303：测定验证测点的残余瓦斯压力或残余瓦斯含量；

步骤S304：将步骤S303中获得的残余瓦斯压力或残余瓦斯含量与临界值对比，判断抽采效果是否达标，判断结果为“低”，则评价抽采效果为达标，煤矿可继续实施相关采掘作业；判断结果为“高”，则需执行步骤S305，进一步优化相关的抽采工程参数，执行S12相关评价流程，继续进行抽采作业。

进一步，所述步骤203包括步骤S204～S207；