松碎煤层造穴增透技术抽采特性动态响应规律研究
马凯
中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆 400039;煤矿灾害防控全国重点实验室,重庆 400037
摘要：煤层造穴技术是治理松碎、低透气性、难抽煤层瓦斯的主要技术之一.受限于装备工艺技术,现场施工造穴参数多依据设备可行性确定,为了实现瓦斯均匀、精细化抽采,机械造穴的设计参数需综合考虑造穴钻孔成孔结果及有效影响范围演化规律.为明确高瓦斯松碎煤层机械造穴钻孔成孔影响因素和抽采特性时空演化规律,并为施工参数合理设计提供依据,通过数值解算和现场试验的方式,开展了针对高瓦斯松碎煤层造穴增透技术抽采特性动态响应规律的研究.结果表明:在抽采过程中,高瓦斯松碎煤层机械造穴钻孔的有效影响范围在空间上呈几何非均匀分布,在截面法线与钻孔轴线相平行的空间平面,抽采钻孔有效影响范围演化呈由内向外直径逐渐增大的同心圆分布,而在截面法线与钻孔轴线相垂直的空间平面,抽采钻孔有效影响范围演化呈纺锤形分布,抽采钻孔在三维空间有效影响范围呈圆台状动态演化;造穴作业过程中,循环加载作用下孔穴间煤柱以剪切失稳为主,失稳区范围主要受孔穴直径和孔穴间煤柱长度的影响.基于上述结果,建立了基于塑性区变化、孔穴直径、孔穴间煤柱长度等因素耦合的造穴参数设计模型,并基于模型设计参数开展了现场试验.现场试验结果表明,机械造穴技术对高瓦斯松碎煤层瓦斯治理具有明显的促进作用,与常规抽采方式相比,瓦斯抽采效果整体提高了 4～6 倍.
关键词：松碎煤层低透气性机械造穴瓦斯治理抽采特性
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：天地科技股份有限公司科技创新创业专项重点资助项目(2022-2-TD-ZD009)重庆市英才计划资助项目(cstc2024ycjh-bgzxm0141)中煤科工集团重庆研究院有限公司重点研发资助项目(2022ZDXM11)
论文发表日期：2026-01-20
在线出版日期：2026-02-02（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 28-37 )
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