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申请/专利权人：重庆大学

摘要：本发明公开了一种煤矿采空区储气空间形态原位测定方法，其包括以与采空区相邻的东、南、西、北四个方位的巷道作为仰孔注水测漏的测试巷道，测试巷道与采空区之间为开采留下的煤柱，布置注水测漏用的仰孔，对每个钻孔进行注水测漏，找出每个钻孔中对应的储气区钻孔段，计算储气区钻孔段两端的坐标值，然后计算储气空间的空间尺寸。采用本发明中煤矿采空区储气空间形态原位测定方法，能通过现场测定获得采空区储气空间的几何尺寸，能为采空区储气空间利用提供基础。

主权项：1.煤矿采空区储气空间形态原位测定方法，其特征在于：包括以下步骤：I以与采空区相邻的东、南、西、北四个方位的巷道作为仰孔注水测漏的测试巷道，测试巷道与采空区之间为开采留下的煤柱；II布置注水测漏用的仰孔：在每一条测试巷道的中间位置分别布置至少三个倾斜向上进入采空区的钻孔，钻孔的仰角在30°到60°区间内；将过南测试巷道与北测试巷道中间位置的断面命名为南北向断面，将过东测试巷道与西测试巷道中间位置的断面名为东西向断面，南测试巷道与北测试巷道上的钻孔分布在南北向断面中，东测试巷道与西测试巷道上的钻孔分布在东西向断面中；III对每个钻孔进行注水测漏：将每个钻孔划分为若干个测漏区段，然后依次对各测量区段进行注水测漏；将封隔器送至测漏区段的两端，向封隔器之间的测漏区段中注水，并将注水压力保持在设定范围，同时在预定的保压时间内记录注水量，该注水量即该测漏区段的泄漏量；IV找出每个钻孔中对应的储气区钻孔段：对测试巷道上每个钻孔的全部测漏区段的泄漏量进行分析，找出漏水量在规定范围内的测漏区段，并将这些测漏区段确定为储气区钻孔段，同时获取储气区钻孔段的孔深范围；V计算储气区钻孔段两端的坐标值，确定储气空间的空间尺寸：1以工作面底板作为采空区储气空间的底部；在南北向断面中，以采空区储气空间底部南边端点为原点，以过原点并与南北向平行的轴线为X轴，以过原点并与南北向垂直的轴线为Y轴，建立第一直角坐标系；在东西向断面中，以采空区储气空间底部西边端点为原点，以过原点并与东西向平行的轴线为X轴，以过原点并与东西向垂直的轴线为Y轴，建立第二直角坐标系；2结合储气区钻孔段的孔深范围、钻孔仰角和煤柱宽度，计算每个钻孔上储气区钻孔段两端的坐标值：各储气区钻孔段深端的纵坐标值计算如下：yi深＝hi+sinθi×lmaxi各储气区钻孔段浅端的纵坐标值计算如下：yi浅＝hi+sinθi×lmini南测试巷道钻孔中储气区钻孔段浅端的坐标值计算：xi浅＝cosθi×lmini-W南北测试巷道钻孔中储气区钻孔段浅端的横坐标值计算：xi浅＝W底+W北-cosθi×lmini西测试巷道钻孔中储气区钻孔段浅端的横坐标值计算：xi浅＝cosθi×lmini-W西东测试巷道钻孔中储气区钻孔段浅端的横坐标值计算：xi浅＝L底+W东-cosθi×lmini以上公式中：下标i为钻孔编号；θi为第i个钻孔的仰角，也即钻孔中心线与X轴的夹角；lmaxi为第i个钻孔的起点至储气区钻孔段深端的长度，lmini为第i个钻孔的起点至储气区钻孔段浅端的长度；hi为第i个钻孔起点至工作面底板的距离；W南为南测试巷道与采空区之间煤柱的宽度，W北为北测试巷道与采空区之间煤柱的宽度，W西为西测试巷道与采空区之间煤柱的宽度，W东为东测试巷道与采空区之间煤柱的宽度；W底为采空区底部南北方向的长度，L底为采空区底部东西方向的长度；3以储气区钻孔段的深端纵坐标的平均值作为采空区储气空间的高度： 式中：H为采空区储气空间的高度，N为钻孔的总数；4确定采空区储气空间的底角：以同一测段巷道中的3个钻孔的储气区钻孔段浅端的坐标值xi浅，yi浅为数据依据，以线性函数为标准，分别建立4个对应的拟合函数yn＝an+bnxn，其中an，bn为对应的拟合常数，n为对应拟合函数编号，要求拟合度≥0.8；并根据拟合常数bn计算采空区储气空间的底角：采空区储气空间南侧底角α：α＝180°+arctanbn采空区储气空间北侧底角β：β＝180°-arctanbn采空区储气空间西侧底角γ：γ＝180°+arctanbn采空区储气空间东侧底角δ：δ＝180°-arctanbn；5通过如下公式确定采空区储气空间顶部尺寸：储气空间顶部东西方向长度L顶：L顶＝L+[tanδ-90+tanγ-90]H；储气空间顶部南北方向长度W顶：W顶＝W+[tanα-90+tanβ-90]H。

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