穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用
贺峻1
刘红威2
刘小平3
罗平4
郑旭1
王飞1
周苛1
1.太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西 太原 0300242.太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024;School of Civil,Mining and Environmental Engineering,University of Wollongong,Wollongong,New South Wales 2500,Australia;潞安化工集团有限公司,山西 长治 0462043.潞安化工集团有限公司,山西 长治 0462044.山西焦煤集团有限责任公司,山西 太原 030024
摘要：为了解决低渗高突煤层煤巷条带区域消突困难的难题,开展穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯机理与应用研究.以寺家庄煤矿为工程实例,采用离散元和有限元模拟分析软件,数值分析普通钻孔和穿层大直径钻孔周围裂隙发育和瓦斯运移规律;通过现场试验,分析穿层大直径钻孔预抽煤巷条带瓦斯效果.研究结果表明,当穿层钻孔直径为 60～400 mm时,随着钻孔孔径的增大,突出煤层裂隙数呈指数增长;钻孔孔径小于 210 mm时,裂隙数增长较快;钻孔孔径在 210～400 mm时,裂隙数增长趋于平缓.当穿层钻孔倾角(与水平方向夹角)为 30°～90°时,随着倾角的增大,突出煤层裂隙数呈指数增长,倾角为 90°时裂隙数达到最大值.在普通钻孔抽采条件下,抽采 70d时回风巷两侧仍存在大量瓦斯含量大于 8 m3/t的条带区域,无法完全消突;抽采 120 d时,回风巷两侧可基本实现消突.在预抽煤巷处每组增加 2个普通钻孔抽采条件下,消突时间缩短至 100 d.增加穿层大直径钻孔后,消突时间缩短至 70 d.经实践验证,穿层大直径钻孔的瓦斯体积分数和瓦斯纯量在抽采的前 2个月内均远高于普通钻孔.穿层大直径钻孔提高了钻孔瓦斯抽采率,优化了突出煤层的消突效果,保证了煤巷的安全掘进.
关键词：突出煤层底抽巷穿层大直径钻孔瓦斯预抽
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(52304246)山西省基础研究计划(自由探索类)资助项目(20210302124222)山西省回国留学人员科研资助项目(2023-057)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 240-251 )
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