煤層瓦斯鉆孔抽采有效半徑確定方法研究.pdf

1、作為煤礦安全開采當(dāng)中的主要災(zāi)害之一，瓦斯災(zāi)害一直被人們所重視。目前，在防止瓦斯災(zāi)害方面，煤層瓦斯的預(yù)抽是防治煤和瓦斯突出以及井下瓦斯超標(biāo)的關(guān)鍵手段。為保證質(zhì)量，科學(xué)分配鉆孔彼此距離和預(yù)抽時(shí)間較為關(guān)鍵，但設(shè)計(jì)鉆孔彼此距離的關(guān)鍵是抽采半徑值。抽采半徑又受到種種影響因素的制約，所以，怎樣迅速、合理、精準(zhǔn)的評(píng)價(jià)鉆孔半徑對(duì)抽采規(guī)劃階段而言存在巨大價(jià)值，對(duì)保證煤礦的安全生產(chǎn)具有非常重要的意義。
　　本文利用理論分析，數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的方法，

2、對(duì)鉆孔抽采有效半徑與抽采時(shí)間等之間的規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室對(duì)邯鄲峰峰羊東礦2≠＃煤層測(cè)定的瓦斯基本參數(shù)，運(yùn)用滲流力學(xué)等理論推導(dǎo)了瓦斯抽采有效半徑與抽采時(shí)間之間相互影響的耦合數(shù)學(xué)模型，借助COMSOL Multiphysics軟件，得出瓦斯抽采半徑與時(shí)間彼此的幾何曲線，最終明確瓦斯抽采半徑的具體數(shù)值。以邯鄲峰峰羊東礦2＃煤層為試驗(yàn)點(diǎn)，根據(jù)《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》的要求，利用瓦斯壓力降低法和SF6氣體示蹤法對(duì)該煤層Φ94mm、Φ11

3、3mm、Φ133mm穿層鉆孑和順層鉆孔抽采半徑進(jìn)行實(shí)際考察，并對(duì)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研究。研究表明:隨著抽采時(shí)間的增加，鉆孔周圍的煤層瓦斯壓力以鉆孔為中心，從抽采壓力開始逐漸上升，抽采時(shí)間越長(zhǎng)，煤層中瓦斯壓力影響的范圍就越大;距鉆孔距離越近，瓦斯壓力梯度越大，相反距鉆孔距離越大，瓦斯壓力梯度就越小，逐漸接近零，瓦斯壓力上升到原始瓦斯壓力，最終形成一個(gè)抽采的“瓦斯壓力漏斗”;在抽采時(shí)間沒有變化的基礎(chǔ)上，距鉆孔間距越近，其滲流速度越高;相反