[发明专利]一种用于抽采上隅角瓦斯的大直径钻孔参数确定方法

权利要求书

1.一种用于抽采上隅角瓦斯的大直径钻孔参数确定方法，其特征在于：包括以下步骤：

(一)测试回采工作面进风巷风速V₁，以及回采工作面瓦斯涌出量Q；

(二)通过钻孔取样方法，在上隅角现场采集工作面顶板处的岩样；

(三)将步骤(二)采集的岩样在实验室加工成标准煤岩试件，测试原始岩石孔隙率n_s、渗透率K_s和碎胀系数K_r；

碎胀后岩石孔隙率n为：

碎胀后采空区渗透率K为：

(四)根据步骤(三)计算的采空区渗透率，建立上隅角瓦斯浓度的数值计算模型；

(五)根据上隅角瓦斯浓度的数值计算模型，确定钻孔参数；

步骤(四)中的数值计算模型为：

式中：η为上隅角瓦斯浓度；L为钻孔间距，m；r为钻孔直径，m；M_g为瓦斯气体的分子量；R为理想气体常数；Q为工作面瓦斯涌出量；a为模型常数；v为工作面巷道风速；K为采空区渗透率；e为自然常数；

钻孔参数包括钻孔直径r和钻孔间距L，确定钻孔间距的具体过程为，首先设定钻孔直径r为一定值，利用数值模型模拟钻孔间距L分别为L₁、L₂、L₃、……、Ln条件下的上隅角瓦斯浓度，n为自然数，通过对不同钻孔间距条件下对上隅角瓦斯浓度进行分析，结合工程量、成本及瓦斯抽采效果确定钻孔间距L的最优数值；

确定钻孔直径r的具体过程为，在保持钻孔间距L为最优数值情况下，由数值计算模型可以看出，当增大钻孔直径r时，上隅角瓦斯浓度的数值降低，但考虑到钻孔直径过大，施工钻孔工程成本过高，综合考虑抽采效果和施工成本，确定钻孔r的最优数值。