1.一種確定水力沖孔有效抽采半徑的方法,其特征在于:包括以下步驟,
步驟1、前期準(zhǔn)備
1a)將煤樣破碎篩分備用,對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定備用;
1b)型煤成型,在試件箱內(nèi)對(duì)煤樣進(jìn)行加壓成型,并在成型過程中埋入預(yù)埋桿;并且,在型煤內(nèi)選取與預(yù)埋桿垂直的至少一個(gè)斷面,在每一斷面上均布有多個(gè)傳感器,所述傳感器也在型煤成型過程中埋入,所述傳感器均為氣體壓力傳感器;
1c)安裝試件箱蓋板并檢查密封效果;
1d)連接箱體傳感器和電腦;將箱體的進(jìn)氣管路與真空泵連接,將預(yù)埋桿取出,安裝抽采管,將抽采管出口與流量計(jì)相連;
步驟2、第一次瓦斯抽采試驗(yàn)
開啟應(yīng)力加載及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),對(duì)箱體三個(gè)方向施加試驗(yàn)設(shè)定的預(yù)應(yīng)力;然后啟動(dòng)真空泵對(duì)煤樣進(jìn)行抽真空;抽真空完成后連接進(jìn)氣管路和甲烷氣瓶,按照試驗(yàn)設(shè)定的吸附平衡氣壓Pj進(jìn)行瓦斯吸附;吸附完成后,打開抽采管進(jìn)行第一次瓦斯抽采;
步驟3、水力沖孔試驗(yàn)
第一次瓦斯抽采試驗(yàn)結(jié)束后,在預(yù)應(yīng)力下,將力加載改為位移控制;安裝沖孔裝置,并將沖孔裝置與高壓水泵相連,進(jìn)行水力沖孔;
步驟4、第二次瓦斯抽采試驗(yàn)
水力沖孔試驗(yàn)結(jié)束后,停止三向加載,拆除沖孔裝置,重復(fù)步驟2的操作進(jìn)行第二次瓦斯抽采;
步驟5、數(shù)據(jù)整理
收集第一次瓦斯抽采試驗(yàn)和第二次瓦斯抽采試驗(yàn)過程中的氣體壓力數(shù)據(jù),
將第一次瓦斯抽采試驗(yàn)中各個(gè)斷面?zhèn)鞲衅鞑杉臍怏w壓力數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入ORIGIN軟件,并各自繪制各個(gè)斷面的等壓線圖,在各個(gè)等壓線圖上選取Pmi=0.49Pj的等壓線,并計(jì)算每一Pmi等壓線所包含的面積Smi,然后根據(jù)S=πr2計(jì)算每一面積對(duì)應(yīng)的半徑Rmi,最后計(jì)算第一次瓦斯抽采試驗(yàn)中所有斷面半徑Rmi的平均值Rm,Rm即為第一次瓦斯抽采試驗(yàn)的有效抽采半徑;
將第二次瓦斯抽采試驗(yàn)中各個(gè)斷面?zhèn)鞲衅鞑杉臍怏w壓力數(shù)據(jù)分別導(dǎo)入ORIGIN軟件,并各自繪制各個(gè)斷面的等壓線圖,在各個(gè)等壓線圖上選取Pni=0.49Pj的等壓線,并計(jì)算每一Pni等壓線所包含的面積Sni,然后根據(jù)S=πr2計(jì)算每一面積對(duì)應(yīng)的半徑Rni,最后計(jì)算第二次瓦斯抽采試驗(yàn)中所有斷面半徑Rni的平均值Rn,Rn即為第二次瓦斯抽采試驗(yàn)的有效抽采半徑;
步驟6、水力沖孔有效抽采半徑的確定
根據(jù)計(jì)算水力沖孔的有效抽采半徑,其中Ri為傳統(tǒng)抽采方法的有效抽采半徑,Rj為水利沖孔增透抽采的有效抽采半徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述確定水力沖孔有效抽采半徑的方法,其特征在于:在步驟5中計(jì)算Pmi等壓線所包含的面積Smi時(shí),先將斷面的等壓線圖導(dǎo)入Photoshop軟件,選取Pmi等壓線,選擇視圖下直方圖,即可獲取Pmi等壓線內(nèi)的像素?cái)?shù)I1;再選取整個(gè)斷面邊界,獲取整個(gè)斷面內(nèi)的像素?cái)?shù)I2,根據(jù)即可計(jì)算出有效抽采面積,其中S2為整個(gè)斷面的面積,也即型煤試樣的斷面面積;每一Sni的計(jì)算方法與Smi的計(jì)算方法相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述確定水力沖孔有效抽采半徑的方法,其特征在于:步驟1中,型煤分4層成型,即先在箱體底部鋪一層煤樣,同時(shí)在煤樣內(nèi)相應(yīng)位置埋入傳感器,然后加壓成型;接著進(jìn)行第二層煤樣鋪設(shè)及成型;當(dāng)?shù)诙有兔撼尚秃舐袢腩A(yù)埋桿;然后依次進(jìn)行第三層、第四層型煤成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述確定水力沖孔有效抽采半徑的方法,其特征在于:步驟1中,成型的型煤試樣體積為410*410*1050mm3,所述預(yù)埋桿沿型煤試樣的長度方向布置。