瓦斯抽放半径测定方法在黄白茨煤矿的实践与应用

【摘要】本文详细地介绍了相对瓦斯压力测定法测定瓦斯抽放半径的工作原理，并利用相对

瓦斯压力测定法对黄白茨煤矿

1295 综采工作面的瓦斯抽放钻孔的瓦斯抽放半径进行了测定，

通过现场测定确定了钻孔的瓦斯抽放半径，为顺层瓦斯抽放钻孔间距的设计提供了合理依
据，确保了工作面的安全生产。

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　　【关键词】瓦斯抽放半径；测定；实践与应用
　　

0.前言

　　煤矿瓦斯抽放是降低矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出灾害的重要措施。
衡量瓦斯抽放工作优劣的两个主要指标是瓦斯抽放率和瓦斯抽放量

[1]。提高抽放瓦斯效果

的主要途径：一是在瓦斯抽放时尽可能地设法多抽瓦斯，不断扩大抽放瓦斯的范围；二是
在提高煤层透气性上加强研究，不断改进和提高抽放工艺、系统和设备。钻孔间距是影响瓦
斯抽放效果的重要因素，钻孔间距过大，在抽放范围内容易形成抽放盲区；钻孔间距过小
容易造成人力和物力的浪费。所以瓦斯抽放钻孔的布置应以钻孔的有效抽放半径为依据，而
抽放半径的测定目前还没有一个规范的标准，如何考察测定是当前瓦斯抽放设计中急需解
决的主要问题。本论文主要是通过运用相对瓦斯压力测定法来测定瓦斯抽放半径收到了较好
的效果。
　　

1.问题的提出

　　神华集团乌海能源有限责任公司黄白茨煤矿位于乌达矿区中部，隶属内蒙古自治区乌
海市管辖，矿井核定生产能力为

200 万 t/a；该矿通风方式为中央分列式，主扇的工作方式

为抽出式。矿井由主井、副井、行人斜井三个井筒进风，

10#、11#两个风井分别承担 12 层盘区

和

9 层盘区排风。黄白茨煤矿的矿井绝对瓦斯涌出量为 44.45m3/min，根据 2011 年新出版的

《煤矿安全规程》第一百三十三条规定

[2]：“矿井的相对瓦斯涌出量大于 10m3/t 或矿井绝对

瓦斯涌出量大于

40m3/min 时就是高瓦斯矿井”可以判定黄白茨煤矿为高瓦斯矿井，因此必

须在矿井通风合理的基础上加强矿井的瓦斯综合抽放才能确保矿井的安全生产。该矿为了提
高瓦斯抽放效率在

12#煤层的 1295 综采工作面实施顺层瓦斯抽放钻孔预抽煤层瓦斯。在进

行预抽煤层瓦斯时钻孔的瓦斯抽放半径如何确定始终是困扰瓦斯抽放设计的一个技术难题
为此该矿积极研究和探索新方法、新工艺，最后运用相对瓦斯压力测定法来测定瓦斯抽放半
径收到了较好的效果。
　　

2.相对瓦斯压力测定法测定瓦斯抽放半径的工作原理及其具体应用

　　

2.1 相对瓦斯压力测定法的工作原理

　　图

1 测试钻孔布置图

　　相对瓦斯压力测定法的理论依据《煤矿安全规程》明确规定：预抽煤层瓦斯后，必须对
预抽瓦斯防治突出效果进行检验，其检验的指标之一是煤层瓦斯预抽率大于

30%，即抽放

后的瓦斯含量小于抽放前的

70%以上。在保证工业应用误差允许前提下，瓦斯压力 P 和瓦斯

含量

X 存在着一个抛物线关系。

　　首先提出用抛物线方程来近似取代煤层瓦斯含量曲线，即：
　　因此，抽放前后瓦斯含量降低的比例和瓦斯压力降低的比例也是存在抛物线关系的。如
果煤层预抽率为

30%，即残余瓦斯含量为原始瓦斯的 70%，通过计算知此时残余瓦斯压力

为原始瓦斯压力值的

49%，瓦斯压力下降量为 51%。相对压力指标法测定钻孔的有效半径

就是依据这个原理来进行的。首先在煤层打一排测压孔，如图

1 所示，在每个测压孔装上压

力表，记录每个测压孔的原始压力

P1、P2、P3……Pn；然后进行抽放。观察各个测压孔瓦斯

变化情况，将瓦斯压力下降到稳定压力

10%以上的钻孔视为抽放影响范围内钻孔，将距抽