頂板高位斜交鉆孔治理采空區(qū)瓦斯技術(shù)研究.pdf

1、煤與瓦斯突出是各種煤礦災(zāi)害中較為嚴(yán)重的，其中采空區(qū)上隅角瓦斯積聚導(dǎo)致的事故是煤與瓦斯突出礦井面臨的共同課題，為找到合適而又經(jīng)濟(jì)可行的解決方法，我國(guó)大量的煤礦工作者和專家經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)踐，眾多可喜的理論和措施也隨之涌現(xiàn)了出來(lái)——高位巷抽采、預(yù)埋管路抽采、地面鉆井抽采、頂板高位斜交鉆孔抽采等。在考察了淮北礦業(yè)集團(tuán)蘆嶺煤礦的試驗(yàn)采面后，為解決試驗(yàn)采面采空區(qū)上隅角積聚的瓦斯問(wèn)題，并期望為類似的地質(zhì)開(kāi)采環(huán)境下的采空區(qū)上隅角瓦斯抽采提供有價(jià)值的

2、參考。本文采用彈性力學(xué)、滲流力學(xué)、巖體力學(xué)等基礎(chǔ)理論，通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)考察等研究途徑，較為全面的研究了蘆嶺煤礦Ⅱ817工作面開(kāi)采后上覆巖層裂隙帶范圍、裂隙帶內(nèi)瓦斯流動(dòng)規(guī)律及抽采效果，研究成果可為采空區(qū)上隅角瓦斯抽采提供重要的參考。
　　在對(duì)蘆嶺煤礦Ⅱ817工作面采場(chǎng)上覆煤巖體的受力狀態(tài)（工作面傾向）進(jìn)行分析后，得出了上被保護(hù)層的應(yīng)力和下沉量的表達(dá)式，在此理論分析的基礎(chǔ)之上，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)后，確定了Ⅱ81

3、7工作面采場(chǎng)上覆巖體的裂隙帶的高度，由此為下一步的高位抽采鉆場(chǎng)的布置提供了理論上最佳的位置。
　　在對(duì)比各種治理采空區(qū)上隅角積聚瓦斯的措施的優(yōu)缺點(diǎn)后，結(jié)合試驗(yàn)采面的具體地質(zhì)特征和開(kāi)采方式以及淮北礦業(yè)集團(tuán)對(duì)瓦斯治理的總體要求，最終確定在Ⅱ817工作面采空區(qū)上隅角瓦斯治理課題中使用頂板高位斜交鉆孔抽采法來(lái)完成本課題的研究。在試驗(yàn)采面推進(jìn)方向上每隔一定距離布置一個(gè)高位鉆場(chǎng)，高位鉆孔參數(shù)各項(xiàng)參數(shù)分別為:鉆孔有效長(zhǎng)度為100m左右，鉆場(chǎng)間距

4、為70m，鉆孔壓茬距離為20m，每個(gè)鉆場(chǎng)布置6個(gè)呈半扇形分布的鉆孔，開(kāi)孔間距0.3m，距底板1.0m。通過(guò)布置在裂隙帶內(nèi)的高位鉆場(chǎng)向與開(kāi)采方向反方向施工高位抽采鉆孔，在試驗(yàn)采面開(kāi)采推進(jìn)過(guò)程中，對(duì)試驗(yàn)采面上隅角瓦斯的濃度以及抽采鉆孔的瓦斯抽采純量等瓦斯治理指標(biāo)來(lái)考查抽采效果。對(duì)于參數(shù)優(yōu)化后的頂板高位斜交鉆孔抽采效果進(jìn)行考察，Ⅱ817-1工作面從2011年11月開(kāi)始回采，從2011年11月至2012年3月對(duì)頂板高位斜交鉆孔抽放效果進(jìn)行了考察