基于综放面采动裂隙场的瓦斯抽采钻孔优化布置研究.pdf

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1、煤炭工程第４８卷第１１期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４８，Ｎｏ?１１ｄｏｉ：１０?１１７９９／ｃｅ２０１６１１０１９基于综放面采动裂隙场的瓦斯抽采钻孔优化布置研究尹斌（山西天地王坡煤业有限公司，山西晋城０４８０２１）摘要：以高瓦斯矿井王坡煤矿３２１５综放面为研究对象，通过ＵＤＥＣ数值模拟与理论计算，阐述了工作面采动裂隙场瓦斯抽采机理，研究了３２１５工作面塑性区宽度、顶板上覆岩层裂隙分布范围和采空区“Ｏ”形圈空间位置，进而优化了工作面瓦斯抽采钻孔布置参数。现场实践表明，优化后的３２１５工作面瓦斯抽采率达到４５％～５２％，

2、上隅角和回风巷瓦斯浓度稳定在０?８％以下，杜绝了工作面瓦斯超限现象，实现了工作面的安全高效生产。关键词：高瓦斯；采动裂隙场；瓦斯抽采；钻孔布置；数值模拟＋中图分类号：ＴＤ７１２?６文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１６）１１⁃００６５⁃０４ＯｐｔｉｍａｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｄｒｉｌｌｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｍｉｎｉｎｇｆｒａｃｔｕｒｅｄｆｉｅｌｄｉｎｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇｆａｃｅＹＩＮＢｉｎ（ＳｈａｎｘｉＴｉａｎｄｉＷａｎｇｐｏＭｉｎｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，

3、Ｊｉｎｃｈｅｎｇ０４８０２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆ３２１５ｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇｆａｃｅｉｎＷａｎｇｐｏｈｉｇｈｇａｓｃｏａｌｍｉｎｅ，ｔｈｒｏｕｇｈＵＤＥＣｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｍｉｎｉｎｇｃｒａｃｋｆｉｅｌｄｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｗｉｄｔｈｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｐｌａｓｔｉｃｚｏｎｅ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉ

4、ｂｕｔｉｏｎｒａｎｇｅｏｆｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａｃｒａｃｋｓ，ａｎｄｔｈｅｓｐａｔｉａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｇｏｂａｒｅａ“Ｏ”ｒｉｎｇｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｌａｙｏｕｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｄｒｉｌｌｉｎｇｉｎｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｆｉｅｌｄｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｇａｓｐｕｍｐｉｎｇｒａｔｅａｆｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｒｏｓｅｆｒｏｍ４５％ｔｏ５２％，ａｎｄｔｈｅｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｔｕｐｐｅｒｃｏｒｎｅｒａｎｄｒｅ

5、ｔｕｒｎａｉｒｗａｙｍａｉｎｔａｉｎｅｄａｔ０?８％ｏｒｌｅｓｓ，ｗｈｉｃｈｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｇａｓｏｖｅｒｒｕｎａｎｄｒｅａｌｉｚｅｄｔｈｅｓａｆｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｇａｓ；ｍｉｎｉｎｇｃｒａｃｋｆｉｅｌｄ；ｇａｓｄｒａｉｎａｇｅ；ｄｒｉｌｌｉｎｇｌａｙｏｕｔ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ瓦斯抽采技术是高瓦斯矿井防治瓦斯的重要技术手段，１工程概况不仅极大地减少了工作面回采时的瓦斯涌出量，而且能够减小矿井通风压力

6、，避免因过大的风量造成井下风速超限山西晋城王坡煤矿属于高瓦斯矿井，２０１５年度测定矿［１］３３等问题。但是，我国矿井瓦斯抽采量小、抽采率低，一井瓦斯绝对涌出量５３?２９ｍ／ｍｉｎ，相对涌出量１０?１９ｍ／ｔ，３－１方面是因为９５％的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层属于低号煤层百米钻孔瓦斯流量衰减系数为０?００６７～０?１３４５ｄ，－１透气性煤层，瓦斯预抽难度非常大；另一方面是由于抽采平均α＝０?０４１２ｄ，属于容易抽放煤层。［２］时间短、钻孔工程量不足和抽采设计不合理等。然而，３２１５工作面埋深５６０ｍ，走向长度１９２１ｍ，倾向长度

7、工作面的回采形成了采动应力场，同时采动应力导致煤岩１８０ｍ，平均厚度５?７６ｍ，采用综采放顶煤开采工艺，采高体裂隙的空间分布发生变化，进而改善了煤层瓦斯渗透为２?９ｍ，放煤高度２?８６ｍ。老顶为中砂岩，平均厚度［３，４］性。因此，本文以工作面回采过程中的采动裂隙场分布８?８９ｍ；直接顶为砂质泥岩，平均厚度４?００ｍ；伪顶为炭质特征和瓦斯抽采机理为研究基础，合理地确定工作面瓦斯泥岩，平均厚度０?３０ｍ；直接底为泥岩或细粉砂岩，平均钻孔抽采参数，为工作面瓦斯的防治提供一定的指导意义。厚度２?１ｍ；老底为中砂岩，平均厚度为３?２ｍ。工

8、作面瓦斯收稿日期：２０１５－１２－１８作者简介：尹斌（１９７２—），男，山西晋城人，工程师，现任山西天地王坡煤业有限公司副总经理，主要从事煤矿安全生产管理工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｎｂｉｎ＠１６３?ｃｏｍ。引用格式：尹斌．基于综放面采动裂隙场的瓦斯抽采钻孔优化布置