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基于顶板冒落规律的高位钻孔法距参数研究

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基于顶板冒落规律的高位钻孔法距参数研究http://www.paper.edu.cn基于顶板冒落规律的高位钻孔法距参数研究基于顶板冒落规律的高位钻孔法距参数研究陈奇伟,李增华,赵长闯,马新青,王亚丽,杨玉静,彭英健(中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116)E-mail:cqiweicumt@126.com摘要:摘要:为了有效地提高高位钻孔瓦斯抽采效果,本文利用RFPA2D软件和相似材料模拟试验,分析了祁南煤矿714工作面顶板冒落规律和采动裂隙发育情况,确定了采空区上覆岩层冒落带、裂隙带和弯曲下沉带的高度,最终将高位钻孔法距参数控制在19m~35m之间。在考虑上邻近层62煤、63煤对714工作面瓦斯涌出量的影响后,高位钻孔在钻场内分4排布置,上两排钻孔抽采62煤、63煤的卸压瓦斯,下两排钻孔以高低位方式布置抽采7煤瓦斯。在抽采效果分析中,发现高位钻孔法距参数施工在20m~35m之间时,钻孔瓦斯抽采浓度都在30%以上。在实施高位钻孔抽采技术后,714工作面瓦斯抽采率达到58.6%,上隅角瓦斯浓度控制在0.87%以下,防止了瓦斯超限,保证了矿井安全生产。关键词:关键词:高位钻孔瓦斯抽采裂隙带相似材料模拟试验顶板冒落中图分类号:中图分类号:TD712.611.引言随着我国煤矿安全生产形势的好转,瓦斯抽采已成为煤矿瓦斯灾害治理和瓦斯利用的重要手段。其中,高位钻孔抽采采空区瓦斯是一种经济可行的瓦斯抽采新技术[1],其原理是以回采工作面采动压力形成的顶板采动裂隙作为通道抽采瓦斯,有效地拦截上邻近煤层涌入回采工作面的卸压瓦斯,同时利用钻孔的负压作用改变采空区气体流场分布,抽采积聚在采空区内的瓦斯,减少采空区瓦斯向工作面的涌出量和上隅角瓦斯积聚量[2-3]。同时,高位钻孔还可以实现超前抽放[4],即回采工作面离孔口还有一段距离时,就能抽出高浓度瓦斯。目前,由于高位钻孔瓦斯抽采流量大、抽采瓦斯浓度高、工艺简单、工程量小,逐渐发展成为采煤工作面最常用、最有效的瓦斯抽采技术之一[5]。但是通过现场抽放实践发现,高位钻孔抽采技术存在诸多不足:抽放钻孔层位定位不准[2];瓦斯抽放效果不稳定;有效抽放钻孔长度短,钻孔利用率低;钻孔终孔距离回风巷平距过小时,容易导致钻孔通过裂隙与回风巷贯通[6];钻场内各钻孔开孔间距太小,施工时容易出现钻孔连通现象;过钻场时工作面及上隅

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