高瓦斯首采工作面裂隙帶鉆場(chǎng)及煤層鉆孔多位聯(lián)合抽采技術(shù)研究.pdf

1、高瓦斯煤層首采工作面，存在諸多不確定因素，可供參考的工程范例較少，為瓦斯的防治工作增加了難度。文中以余吾煤業(yè)首采工作面N2105為工程背景，從上覆巖層組合與頂?shù)装鍘r性，覆巖卸壓移動(dòng)機(jī)理，和“兩帶”分布規(guī)律三個(gè)方面分析了采場(chǎng)覆巖移動(dòng)規(guī)律，從煤體瓦斯流動(dòng)和采空區(qū)瓦斯流動(dòng)兩個(gè)方面分析了采場(chǎng)瓦斯運(yùn)移規(guī)律;采用通用離散元程序UDEC2D，依據(jù)N2105工作面頂?shù)装鍘r層分布，建立采場(chǎng)走向和傾向數(shù)值計(jì)算模型，用走向模型分析覆巖采動(dòng)裂隙演化規(guī)律，及煤體

2、內(nèi)采動(dòng)力學(xué)特征，傾向模型判斷覆巖卸壓穩(wěn)定后裂隙發(fā)育良好區(qū)域分布，為工作面本煤層鉆孔和裂隙帶鉆場(chǎng)布置參數(shù)確定奠定了基礎(chǔ);通過(guò)對(duì)鉆孔瓦斯抽采原理和采場(chǎng)瓦斯富集規(guī)律的分析，構(gòu)建了工作面多位聯(lián)合瓦斯抽采模式;研究確定了本煤層瓦斯抽采鉆孔和裂隙帶瓦斯抽采鉆場(chǎng)布置的關(guān)鍵參數(shù)，并進(jìn)行了工程試驗(yàn)，取得了以下結(jié)論:
　　1)采場(chǎng)覆巖伴隨頂板的來(lái)壓現(xiàn)象，采動(dòng)裂隙逐步向高層位發(fā)育，隨采動(dòng)范圍擴(kuò)大，采空區(qū)冒落巖層趨于被壓實(shí)，裂隙發(fā)育達(dá)到最高層位。

3、　　2)采動(dòng)影響下二次應(yīng)力重新分布的過(guò)程中，工作面前方煤體內(nèi)承受壓應(yīng)力瞬間由原始狀態(tài)應(yīng)力迅速增高，當(dāng)達(dá)到煤體自身強(qiáng)度極限時(shí)發(fā)生破壞，應(yīng)力減小至殘余應(yīng)力，并產(chǎn)生“讓壓”現(xiàn)象，應(yīng)力峰值點(diǎn)逐漸向深部轉(zhuǎn)移。
　　3)覆巖裂隙發(fā)育良好區(qū)域:采空區(qū)上下端頭向內(nèi)0～50m和煤層頂板巖層30～50m范圍空間交匯處。
　　4)由工作面裂隙帶鉆場(chǎng)和煤層鉆孔多位聯(lián)合瓦斯抽采理論體系和技術(shù)體系，構(gòu)建了多位聯(lián)合瓦斯抽采模式。
　　5)采用增加煤

4、層鉆孔覆蓋率和利用“卸壓增滲”的效應(yīng)的方法提高本煤層抽采率;確定了裂隙帶抽采鉆場(chǎng)終孔位置為煤層頂板35～40m，回風(fēng)順槽側(cè)鉆場(chǎng)間距40m，膠帶順槽側(cè)鉆場(chǎng)間距80m，協(xié)同攔截高位環(huán)形裂隙圈中聚積的瓦斯。
　　6)煤層瓦斯的抽采受到工作面推進(jìn)速度的影響，適當(dāng)增加推進(jìn)速度利于瓦斯排放，對(duì)于工作面安全管理有積極的意義。
　　7) N2105工作面初采期間，裂隙帶鉆場(chǎng)抽采瓦斯量處較低水平，隨推進(jìn)距增加，覆巖裂隙逐漸發(fā)育，瓦斯抽采量隨之