土城矿顺层钻孔预抽瓦斯区域防突技术研究

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煤炭是我国主体能源,煤矿企业现非常重视对煤矿瓦斯的治理工作,煤层瓦斯预抽是治理煤矿区域瓦斯灾害的重要措施,土城煤矿13163工作面采用在13163工作面运输平巷,施工上行长钻孔对于本工作面区域的瓦斯进行预先抽采,作为13163回风巷掘进及13163采面回采的区域防突措施,达到消除该区域瓦斯突出的危险性。本论文以此为背景,分析土城矿顺层瓦斯抽采钻孔周边瓦斯运移特征及流场分布规律,为矿井瓦斯抽采钻孔设计施工及防治区域突出提供有效指导,得到以下结论:(1)顺层钻孔瓦斯抽采使得煤层中的瓦斯逐步出现解析、扩散、流动状态,依据瓦斯在空间的流动状态将瓦斯流场分为单向流场、径向流场和球向流场不同的流动状态。煤层顺层钻孔抽采过程中瓦斯主要为径向流动的状态。(2)单一顺层抽采钻孔周围瓦斯呈现径向流动状态,随着煤层瓦斯抽采时间不断增加,抽采钻孔周围瓦斯压力不断降低,瓦斯抽采钻孔直径、煤层瓦斯压力与抽采压力是瓦斯抽采的影响因素,抽采钻孔直径为50 mm,抽采负压为15k Pa时能够达到瓦斯抽采效果顺层长钻孔孔身处瓦斯呈现径向流动,钻孔底端呈现球向抽采状态,顺层长钻孔抽采范围能在钻孔底端向煤层外侧扩展10 m。(3)顺层多钻孔联合抽采时,整个煤层中部瓦斯得到有效抽采,瓦斯压力不断降低,而煤层两侧由于远场瓦斯的补充作用,瓦斯压力仍处于较高状态。顺层瓦斯抽采间距是影响瓦斯抽采时间的主要因素,降低顺层钻孔间距能够有效降低抽采时间,应根据具体采掘接替时间选择合理瓦斯抽采钻孔之间距离。(4)土城矿13163工作面采用长钻孔施工本层钻孔作为原始应力区掘进的区域防突措施,掘进13163运输巷作为顺层抽采钻孔布置巷道,采用全断面一次成巷法,采用锚网支护工艺。在运输巷下帮每隔7m沿16#煤层倾向施工一个顺层长钻孔,设计倾角17°,孔深160m,设计钻孔能够有效增加瓦斯抽采效果。
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