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申请/专利权人：中国矿业大学

摘要：本发明公开了一种煤层多参数反演测定煤层原始瓦斯压力与渗透率方法，先依据目标煤层地质特性与现场工况，确定钻孔周围瓦斯流动数学模型；将预先通过实验室与现场试验确定的相关参数及假定的压力、渗透率值输入到PLC控制器，并构建地质几何模型及其边界条件。随后，在井下煤层施工钻孔，利用手动泵向胶囊注水，使其膨胀以实现快速封孔，避免巷道空气流入钻孔，流量计通过快速接头与抽采管连接，间隔一定时间记录一次流量值，数据采集仪将数据传输至PLC控制器。当现场瓦斯流量测定完成后，在PLC控制器中根据流量实测值与模拟模块计算出的模拟值建立目标函数，采用优化算法对目标函数优化后即输出反演得到的煤层原始瓦斯压力及渗透率值。

主权项：1.一种煤层多参数反演测定煤层原始瓦斯压力与渗透率方法，其特征在于，具体步骤为：A、确定数学模型：依据目标煤层地质特性与现场工况，在PLC控制器内置符合现场实际情况的钻孔周围瓦斯流动数学模型；B、建立地质几何模型：依据钻孔半径及目标煤层地质特性构建地质几何模型及其边界条件，并将建立的地质几何模型进行网格化后，完成地质几何模型搭建，用于模拟煤层形状；C、获取模型输入参数并计算模拟瓦斯流量：先设定煤层原始瓦斯压力与渗透率值，并通过实验室与现场试验获取煤层孔隙度、煤的弹性模量、钻孔抽采压力，将上述各个数据作为输入参数输入步骤A的钻孔周围瓦斯流动数学模型，并与步骤B的地质几何模型相结合，进而计算出模拟瓦斯流量；D、测定现场瓦斯流量：在巷道内选择一处位置向目标煤层施工钻孔，直至钻孔伸入煤层内，完成钻孔施工后将抽采管一端伸入至钻孔孔底，且利用手动泵向抽采管上装有的封堵胶囊注水，使其膨胀用于对抽采管与钻孔之间的孔隙进行快速封孔，避免巷道空气流入钻孔内；流量计通过快速接头与抽采管另一端连接，流量计每间隔一定时间记录一次瞬时流量值，并将该数据通过数据采集仪传输至PLC控制器；E、反演煤层原始瓦斯压力及渗透率值：步骤D完成后，在PLC控制器中步骤D获取的瞬时流量值与步骤B计算出的模拟流量值建立目标函数，设置优化参数约束条件及优化停止条件，并采用非洲秃鹫优化算法对目标函数进行优化，达到优化停止条件即输出反演得到的煤层原始瓦斯压力及渗透率值；F、确定该位置的煤层实际参数：将步骤B中设定的煤层原始瓦斯压力与渗透率值替换为步骤E反演得到的煤层原始瓦斯压力及渗透率值，并输入步骤A的数学模型，并与步骤B的地质几何模型相结合，重新计算后得出煤层相应区域的残余瓦斯含量、残余瓦斯压力和钻孔有效抽采半径数据；G、确定煤层不同区域的实际参数：在巷道内再选择多处不同位置并分别重复步骤D至F，从而实现对整个煤层不同区域实际参数的测定。

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