走向高抽巷配合傾向鉆孔抽采上鄰近層卸壓瓦斯技術.pdf

1、高瓦斯煤層群工作面開采時，由于采動的影響使得上鄰近層含瓦斯煤層瓦斯解吸并涌入工作面，導致工作面瓦斯超限，所以上鄰近層卸壓瓦斯抽采越來越受到重視。
　　陽泉五礦15＃煤層8210工作面開采過程中，覆巖內采動卸壓瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量的90％，針對單獨使用一條走向高抽巷抽采不能解決工作面瓦斯超限的問題，提出使用走向高抽巷配合傾向鉆孔抽采覆巖上鄰近層卸壓瓦斯，即使用本工作面高抽巷抽采回風側裂隙帶瓦斯的同時，利用相鄰備用工作面高抽巷

2、布置傾向鉆孔，終孔位于采煤工作面進風巷內側頂板裂隙帶內，抽采進風側裂隙帶內的卸壓瓦斯，從而增加覆巖裂隙卸壓瓦斯抽采范圍。
　　基于8210工作面覆巖巖層地質狀況及含瓦斯煤巖層分布，結合理論研究、數值模擬等方法研究了工作面開采后覆巖巖層應力重新分布、覆巖裂隙分布、卸壓瓦斯流動、卸壓瓦斯抽采方法及抽采效果，為覆巖裂隙帶卸壓瓦斯抽采提供重要參考，具體研究內容如下：
　?。?）研究工作面開采后，覆巖內采動裂隙分布，從而確定覆巖內卸壓

3、瓦斯富集區(qū)域，為走向高抽巷及傾向鉆孔布置提供依據。首先使用FLAC3D模擬軟件建立8210工作面開采模型，通過分析工作面開挖后的上覆巖層塑性變形、運動位移變化、應力重新分布變化,最終得出工作面開采后覆巖內部裂隙場分布及卸壓瓦斯運移通道位置。分析模擬結果可知：頂板上方40m以內主要發(fā)生拉破壞，50-70m以內主要發(fā)生剪破壞；距離工作面頂板50m以上覆巖內部應力下降梯度已經明顯減小，且下沉位移量突然銳減，頂板70m以上覆巖應力卸壓值小于20

4、%，下沉位移量量接近0；水平方向距離進回風巷25-35m范圍內覆巖水平位移差值最大，水平應力變化量也最大，表明此區(qū)域處于縱向裂隙發(fā)育區(qū)。因此，綜合分析得出裂隙瓦斯富集通道垂直距離煤層頂板50-70m，水平距離巷道25-35m。
　?。?）根據工作面開挖模擬覆巖裂隙分布結果，建立覆巖裂隙卸壓瓦斯抽采模型，模擬走向高抽巷及傾向鉆孔抽采覆巖卸壓瓦斯抽采效果和抽采范圍。首先利用COMSOL軟件建立8210工作面覆巖卸壓瓦斯抽采模型，并根據

5、覆巖內部裂隙分布及瓦斯涌出源項設置模型的孔隙率滲透率及各源項卸壓瓦斯通量，對比分析抽放前后覆巖內瓦斯壓力云圖可得：抽采40天后，走向高抽巷一側，豎直方向上瓦斯裂隙通道內瓦斯壓力由原始的2MPa降至0.6Mpa，水平方向26m以內瓦斯壓力降至0.74MPa；單個傾向鉆孔周邊7.5m處瓦斯壓力由2MPa降至0.74MPa，根據鉆孔有效抽采半徑定義得知鉆孔的有效抽放半徑為7.5m。
　?。?）根據模擬覆巖卸壓瓦斯抽采效果及抽采范圍，設計

6、8210工作面覆巖布置走向高抽巷及傾向鉆孔布置參數。走向高抽巷設置在覆巖裂隙帶下部，垂向距離采空區(qū)頂板55m位置處，水平方向距回風巷30m；傾向鉆孔鉆場設置在布置在相鄰備采工作面高抽巷內，每隔30m布置一個鉆場，每個鉆場布置9個鉆孔，各鉆孔孔口相距0.5m，終孔相距13m，鉆孔長度為100m—120m。
　?。?）結合模擬結果及8210工作面覆巖走向高抽巷配合傾向鉆孔抽采布置設計參數，計算預測布置走向高抽巷及傾向鉆孔后工作面瓦斯抽