大直径钻孔穿越保护煤柱损伤演化与采空区瓦斯抽采运移规律
石光
中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122;煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁 抚顺 113122
摘要：通过在Abaqus软件中引入Concrete Damage Model屈服准则,探究了钻孔开挖与采动过程中的煤柱损伤状态.以平舒煤矿81117 工作面为例,运用Fluent软件分析了采空区瓦斯流动状态及钻孔布置间距、钻孔数量、抽采排量对瓦斯治理效果的影响.结果表明,钻孔开挖过程中煤柱不会发生明显的损伤.在回采过程中,巷道顶板与钻孔围岩的高应力区存在连通趋势,应提前加大钻孔附近的巷道支护强度.当钻孔数目为4 个时,最优的钻孔间距为 30 m.钻孔间距的增加在提升瓦斯抽采范围的同时会降低抽采效率.但抽采钻孔的数量不宜大于4 个,继续增加钻孔将导致施工成本与抽采效率不匹配.有效抽采排量的上限为30 m3/min,最优抽采排量为 20 m3/min.采用大直径钻孔抽采技术后,上隅角CH4 体积分数由0.60%～1.05%降低至0.3%～0.8%,验证了该技术的可靠性.
关键词：大直径钻孔采空区瓦斯治理瓦斯抽采数值模拟煤柱损伤
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51774182)国家自然科学基金(51404138)中煤科工集团沈阳研究院创新引导项目(SYYD-21WS-002)
论文发表日期：2025-02-09
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 111-121,128 )
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