阳泉五矿8410工作面钻孔瓦斯抽采参数优化及应用研究

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瓦斯灾害是制约煤矿安全生产和长远发展的主要因素。阳泉五矿逐渐向深部开采和开采强度的增大,瓦斯涌出量逐渐增加,通过现场调研及评价得出,15#煤层的抽采参数不合理导致抽采率低没有达到消突目的,因此确定合理的抽采参数成为亟待解决的问题。针对阳泉五矿15#煤层抽采参数不合理问题,通过理论研究、数值模拟、现场实验等手段,系统的研究了抽采参数对抽采效果的影响规律及合理的抽采参数。分析了 15#煤层瓦斯含量和瓦斯压力随埋深的变化特征;通过井下直接测试及实验室测试得到了 8410工作面的瓦斯基础参数;依据流体在多孔介质中流动的基本理论建立顺层钻孔预抽煤层瓦斯的数学模型;利用流体动力学软件模拟分析了不同抽采时间、抽采负压、钻孔孔径及钻孔间距对抽采效果的影响规律,并得到合适抽采参数范围;通过对8410工作面布孔实测确定合理的预抽参数。通过上述研究得出,井田内瓦斯含量、压力及煤层埋深均呈“西高东低”趋势,且瓦斯含量、瓦斯压力与煤层埋深服从线性正相关;通过数值模拟得到:抽采时间、钻孔孔径及钻孔间距对抽采效果影响较大,抽采负压对抽采量的影响较大,并得到了抽采参数的范围;基于模拟得到的参数范围对8410工作面布孔实测得到:-25kPa抽采负压、120d抽采时间、5m钻孔间距及110mm孔径为合理的抽采参数,并进行了现场验证,结果表明,抽采方案有效解决了 8410工作面抽采率低和突出威胁的问题。
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