恭喜煤炭科学技术研究院有限公司舒龙勇获国家专利权
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龙图腾网恭喜煤炭科学技术研究院有限公司申请的专利一种煤层瓦斯抽采半径测量系统及测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN110985105B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:201911152314.2,技术领域涉及:E21F7/00;该发明授权一种煤层瓦斯抽采半径测量系统及测量方法是由舒龙勇;霍中刚;李阳;郝晋伟;王公达;刘永茜;张慧杰;刘学;侯金玲设计研发完成,并于2019-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种煤层瓦斯抽采半径测量系统及测量方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种煤层瓦斯抽采半径测量系统及测量方法,涉及瓦斯抽采技术领域,该系统包括导流管、手持测量仪和主机,导流管连接在瓦斯抽采系统的汇流管和并网橡胶管之间,导流管内还设置有流量传感器和甲烷浓度传感器,主机包括显示器、键盘、集成电路和电源等;利用该系统完成瓦斯抽采半径测定的方法包括:确定测量区域,计算达标预抽率,在测量区域划分考察区段,施工测试钻孔,各个考察区段的测试钻孔封孔后通过并网橡胶管连接汇流管和抽采管路,采集流量和甲烷浓度数据,计算瓦斯预抽率,测定各时刻的抽采半径。该系统及方法解决了精确高效测定煤层瓦斯抽采半径的技术问题,并为煤矿井下瓦斯抽采钻孔合理布置提供了指导。
本发明授权一种煤层瓦斯抽采半径测量系统及测量方法在权利要求书中公布了:1.一种煤层瓦斯抽采半径测量方法,利用一种瓦斯抽采半径测量系统,其特征在于,所述系统包括导流管、手持测量仪和主机,所述导流管连接在瓦斯抽采系统的汇流管和并网橡胶管之间,所述导流管内设置有流量传感器和甲烷浓度传感器;所述主机包括显示器、键盘、集成电路和电源,显示器和键盘分别与集成电路板相连,流量传感器和甲烷浓度传感器也分别连接集成电路板,电源包括蓄电池和用电接口;所述手持测量仪与主机之间无线传输数据;所述方法步骤包括:步骤一:选择测量区域,包括在每个水平、每个采区以及每个地质单元至少选择一个测量区域测定瓦斯抽采半径;步骤二:计算达标瓦斯预抽率,包括计算非突出煤层和突出煤层的达标瓦斯预抽率;所述达标瓦斯预抽率η0的计算具体是: 其中,W'CY为考察区段内煤层达标残余瓦斯含量,m3t;为考察区段内煤层平均原始瓦斯含量,m3t;计算各考察区段内煤层瓦斯原始储量Q原,具体是: 其中,S为考察区段的平面面积,m2;h为考察区段内的煤层厚度,m;γ为考察区段内煤的容重,tm3;并将η0、Q原的计算结果通过键盘输入瓦斯抽采半径测量系统;所述非突出煤层达标瓦斯预抽率的计算中,考察区段内煤层达标残余瓦斯含量W'CY的计算为:W'CY=W'j+WCC其中,W'j为达标可解吸瓦斯量,m3t;WCC为煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量m3t;煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量WCC的计算为: 式中,a,b均为吸附常数;Ad为煤的灰分,%;Mad为煤的水分,%;π为煤的孔隙率,m3m3;γ为煤的容重,tm3;所述突出煤层达标瓦斯预抽率的计算中,考察区段内煤层达标残余瓦斯含量W'CY的确定具体为:W′CY=minW'j+WCC,WCR式中,WCR为突出煤层始突深度处的瓦斯含量,m3t;当突出煤层始突深度处的瓦斯压力未知时,取值为8m3t;当突出煤层始突深度处的瓦斯压力已知时,WCR的计算如下: 式中,a,b均为吸附常数;Ad为煤的灰分,%;Mad为煤的水分,%;π为煤的孔隙率,m3m3;γ为煤的容重,tm3;PCR为突出煤层始突深度处的相对瓦斯压力,MPa;Pa为标准大气压力,取0.101325Mpa;步骤三:将测量区域划分为n个考察区段,预设煤层瓦斯抽采半径为R1、R2……Rn,在各个考察区段内设置测量钻孔,钻孔间距为2R1、2R2……2Rn,测量钻孔施工过程中还测量区段内煤层瓦斯原始储量;所述步骤三中,计算各考察区段煤层平均原始瓦斯含量具体为: 其中,W原i为考察区段内第i个测定钻孔测得的原始瓦斯含量,m3t;n为考察区段内测量钻孔数量;计算各考察区段内煤层瓦斯原始储量Q原,具体是: 其中,S为考察区段的平面面积,m2;h为考察区段内的煤层厚度,m;γ为考察区段内煤的容重,tm3;步骤四:测试钻孔的封孔及并网,将相同考察区段内的测量钻孔通过并网橡胶管连接同一个导流管,导流管连接至瓦斯抽采系统的汇流管上;步骤五:连续采集导流管内流量和甲烷浓度的数据,拟合钻孔瓦斯流量随时间衰减变化的函数关系,并计算抽采时间t内钻孔抽采瓦斯的总纯量,以及各考察区段的实际瓦斯预抽率,得到各个考察区段达到达标瓦斯预抽率的预抽时间t1、t2……tn,以及预抽时间为t1、t2……tn时的抽采半径为R1、R2……Rn;所述步骤五中,钻孔瓦斯流量随时间衰减变化的函数关系具体是:qt=q0e-αt其中,qt为t时刻考察区段内钻孔瓦斯抽采总纯量,m3d;q0为考察区段内钻孔初始瓦斯抽采总纯量,m3d;α为考察区段内钻孔瓦斯抽采纯量衰减系数,d-1;t为钻孔抽采瓦斯时间,d;所述钻孔瓦斯流量随时间衰减变化的函数关系的拟合,若拟合相关系数小于0.8,则废弃该组流量和甲烷浓度的数据;钻孔瓦斯流量随时间衰减变化的函数关系的拟合的同时,还计算考察区段内测定钻孔瓦斯抽采总纯量Qc,具体是: 根据考察区段内测定钻孔瓦斯抽采总纯量Qc和各考察区段内煤层瓦斯原始储量Q原计算t时刻各考察区段的实际瓦斯预抽率ηt,具体是: 对比各考察区段的实际瓦斯预抽率ηt和达标瓦斯预抽率η0,确定煤层的瓦斯抽采半径。
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