[发明专利]基于可控冲击波技术的增透钻孔有效作用半径测定方法

说明书

本发明涉及煤矿瓦斯抽采，具体涉及一种基于可控冲击波技术的增透钻孔有效作用半径测定方法。为克服现有瓦斯抽采钻孔有效半径测定方法存在的准确度不高，或者采用准确度较高的煤层实测声强法又存在成本过高、代价过大和实际工程上没有意义的技术问题，本发明提供了一种基于可控冲击波技术的增透钻孔有效作用半径测定方法。包括以下步骤：1)设定增透钻孔间距；2)施钻增透钻孔；3)进行冲击波作业，绘制抽采曲线；4)判断两个增透钻孔之间是否存在相互影响；5)找到两个增透钻孔介于相互影响和互不影响的临界状态，此时两个增透钻孔间距的一半为增透钻孔有效作用半径。这种方法准确度较高，并且成本低、代价小，工程上具有实现意义。

技术领域

本发明涉及煤矿瓦斯抽采，具体涉及一种基于可控冲击波技术的增透钻孔有效作用半径测定方法。

背景技术

在煤矿瓦斯抽采中，声波可以对煤层瓦斯解吸产生影响。重庆大学鲜学福院士团队研究了声场对煤层的作用，指出声场能够提高煤层的渗透率，促进瓦斯解吸附。苏联科学家研究了声场对砂岩渗透率的影响，指出当声强达到150dB(1kW/m²)时，可以解除砂岩的油层堵塞。因此，利用声波进行瓦斯抽采具有一定的应用前景。

瓦斯抽采前，需要在采煤工作面上进行钻孔，若钻孔间距确定过大，在钻孔之间会形成抽采空白区，给安全生产带来极大的事故隐患；若钻孔间距确定过小，虽然会在一定程度上提高瓦斯抽采率，增大瓦斯抽采量，但也增加了不必要的钻孔施工量和成本负担。因此，通过确定瓦斯抽采有效半径来合理设计钻孔间距，在矿井的瓦斯抽采工作中起着至关重要的作用。

现有多数煤矿的瓦斯抽采中，钻孔有效半径测定方法测得的半径值准确度不太高，易形成抽采空白区或者增加了不必要的钻孔施工量。虽然通过在煤层实测声强的方法可以获得较为准确的钻孔瓦斯抽采有效半径值，但这种测定方法成本过高、代价过大，在实际工程上没有意义。

发明内容

为克服现有瓦斯抽采钻孔有效半径测定方法存在的准确度不高，易形成抽采空白区或者增加不必要钻孔施工量的技术问题，而采用准确度较高的煤层实测声强法又存在成本过高、代价过大和实际工程上没有意义的技术问题，本发明提供了一种基于可控冲击波技术的增透钻孔有效作用半径测定方法。

为达到上述目的，本发明提供的技术解决方案如下：

一种基于可控冲击波技术的增透钻孔有效作用半径测定方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)设定增透钻孔间距；

2)根据步骤1)设定的增透钻孔间距施钻两个增透钻孔；

3)利用可控冲击波对步骤2)获取的两个增透钻孔进行冲击波作业，测定两个增透钻孔的日抽采量，并为两个增透钻孔绘制抽采曲线；

4)根据步骤3)获取的抽采曲线，判断两个增透钻孔之间是否存在相互影响；若两个增透钻孔的日抽采量变化增减正好相反，存在负相关关系，则两个增透钻孔之间存在相互影响；若两个增透钻孔的日抽采量变化同时增加或减小，存在正相关关系，若两个增透钻孔的日抽采量变化既不存在负相关关系，也不存在正相关关系，则两个增透钻孔之间互不影响；

5)根据步骤4)的判断结果，适当增减两个增透钻孔间距，重复步骤2)至4)，直至找到两个增透钻孔介于相互影响和互不影响的临界状态，则此时两个增透钻孔间距的一半为增透钻孔有效作用半径。

进一步地，步骤1)中，设定的增透钻孔间距为40±10m。

进一步地，步骤5)中，每次两个增透钻孔间距的增减范围为5±3m。

进一步地，若步骤4)中，判断已施钻的两个增透钻孔之间互不影响，则步骤5)中施钻增透钻孔时，其中一个增透钻孔借用已施钻互不影响的两个增透钻孔中的一个。