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随着我国煤矿的开采,浅煤层的煤炭资源逐渐开采殆尽,越来越深层位的煤炭相继被开采,随着开采水平的延伸,煤层中的瓦斯含量和瓦斯压力逐渐增加,瓦斯对煤层开采的威胁也逐渐增加。在高瓦斯煤巷掘进过程中,瓦斯浓度频频超限成为制约高瓦斯煤巷掘进速度提高的瓶颈,仅仅依靠通风排放瓦斯技术很难完全消除煤巷掘进中的瓦斯浓度超限。在众多煤巷掘进的瓦斯治理技术中,对煤层瓦斯进行预抽是减少瓦斯涌出量、消除瓦斯浓度超限和预防瓦斯灾害最有效的方法之一。本文以潞安矿区常村煤矿2302回风掘进巷为研究对象,针对2302回风巷掘进过程中瓦斯浓度经常超限的问题进行研究,利用现场实测、参数优化、理论分析、数值模拟分析等方法,通过对2302回风掘进巷通风参数优化和通风设备优选,以及对瓦斯超前预抽钻场及其钻孔的设计,解决2302回风掘进巷掘进过程中瓦斯浓度频繁超限的问题。主要研究成果如下:(1)分析不同埋深的煤层瓦斯含量,得出煤层瓦斯含量与不同煤层埋深之间具有线性相回归方程W=0.042H-10.76(其中R~2=0.907),根据相关资料并计算得出:常村煤矿23采区内煤层瓦斯含量最低为9.86 m~3/t,最高为11.62m~3/t;根据现场瓦斯参数测定及分析,计算得出2302回风巷掘进面的平均瓦斯涌出不均衡系数为C=4.1975。(2)根据现场瓦斯参数测定及分析,计算得出2302回风巷在掘进过程中的瓦斯排放极限时间T为181天,在掘进2302回风巷过程中的最大瓦斯涌出量为9.8 m~3/min;根据实测参数,计算得出2302回风巷掘进工作面在掘进过程中所需局部通风机的通风参数为:所需最小风量为654.4m~3/min,所需风压为3896.97Pa。(3)结合潞安集团常村煤矿3号煤层的相关瓦斯实测参数,利用COMSOL软件模拟分析,得出常村煤矿3号煤层2302回风巷的瓦斯有效抽采半径为2.41m;最佳抽采方案为:瓦斯抽采的钻孔直径为Φ94mm,抽采负压为15KPa。(4)设计了瓦斯超前预抽钻场,即:煤巷两侧每隔60m迈步设置一个钻场,钻场的断面为梯形,选取钻场开口宽度为8m,内部宽度为4m,钻场深4m,内部高度为3.2m,与中线呈45°外偏角抹角,与掘进煤巷的高差为2m。超前预抽钻孔参数:钻孔直径为φ94mm,钻孔分上下两层,呈三花眼布置,钻孔同排间距0.6米,相邻两排钻孔间距高差0.5米,钻场最内侧钻孔距煤帮0.3m,上下两层钻孔开孔高度分别为2.7m、2.2m,孔深均为140米。该论文有图46幅,表18个,参考文献65篇。