高瓦斯礦井采空區(qū)大直徑高位鉆孔瓦斯抽采技術(shù)研究.pdf

1、大直徑鉆孔是瓦斯抽采的發(fā)展趨勢(shì)，也是今后高瓦斯綜放工作面瓦斯抽采技術(shù)的研究重點(diǎn)?；诖?，本文以沙曲礦為背景，對(duì)高瓦斯礦井大直徑扇形高位鉆孔瓦斯抽采技術(shù)進(jìn)行了分析研究。
　　 利用Flac3D軟件對(duì)該礦24207工作面采空區(qū)頂板覆巖的移動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過對(duì)Z方向位移等值線進(jìn)行分析，得知在采空區(qū)后方60m處覆巖移動(dòng)即達(dá)到了平衡狀態(tài)，并可清晰的判斷主要關(guān)鍵層的位置分布在工作面上方18m及46m處。最終運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算出的冒落帶及裂

2、隙帶最大高度分別為16.88m和46.3m，利用關(guān)鍵層組合分析法計(jì)算出的冒落帶及裂隙帶高度分別為17.56m和44.96m，利用數(shù)值模擬分析法得出的結(jié)果為18m和50m。為盡量減少誤差，取三者的平均值作為最終結(jié)果，即冒落帶、裂隙帶的的最大高度分別為17m和47m。
　　 系統(tǒng)的研究了“U”型、“U+L”、“Y”型通風(fēng)情況下，采空區(qū)泄壓瓦斯的運(yùn)移規(guī)律和其在采空區(qū)空間的濃度分布特征。分析得知，相同條件下使用“Y”型通風(fēng)工作面后方10

3、m以內(nèi)的上隅角瓦斯?jié)舛仍?.26％～0.36％之間，僅為“U”型通風(fēng)時(shí)的1/8，“U+L”型通風(fēng)時(shí)的3/4。對(duì)試驗(yàn)工作面回采期間瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測(cè)，計(jì)算知僅依靠通風(fēng)稀釋瓦斯，回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛雀哌_(dá)2.24％，進(jìn)行瓦斯抽采勢(shì)在必行。
　　 論述了鉆孔抽采瓦斯的基本原理，推導(dǎo)了不穩(wěn)定滲流及穩(wěn)定滲流時(shí)鉆孔周邊壓力分布公式。得出距離鉆孔越遠(yuǎn)的點(diǎn)壓力降越小，同一地點(diǎn)的壓力降隨著抽放時(shí)間的增加而減小的結(jié)論。并利用Fluent軟件對(duì)影響鉆孔抽

4、放效果主要因素進(jìn)行了詳細(xì)分析，得知鉆孔的抽放效果受抽放負(fù)壓、鉆孔孔徑以及煤層的滲透率影響較大;鉆孔的影響范圍以及鉆孔的抽采量隨著抽放負(fù)壓的降低而增大;隨著鉆孔孔徑的增大而增大;隨著煤層滲透率的降低而增大。該結(jié)論與推導(dǎo)的公式相吻合，證明了采空大直徑鉆孔治理瓦斯的可行性。
　　 基于采空區(qū)覆巖沉降特征及泄壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律，提出了大直徑高位鉆孔瓦斯抽采技術(shù)，確定了高位鉆孔仰角的最佳取值范圍為21°＜θ＜39°，鉆場(chǎng)的合理間距應(yīng)在40m～