【摘 要】
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瓦斯预抽是对煤层瓦斯进行卸压抽采,从根本上解决瓦斯问题的重要手段,而抽采半径作为瓦斯抽采的依据,抽采参数的准确测定对煤矿安全生产具有重要意义。本文试验煤层渗透率低,瓦斯抽采难度较大,为了能够达到高效抽采的目的,科学有效的抽采布孔设计是必不可少的。因此准确测定瓦斯有效抽采半径的大小对后期预抽钻孔的布孔方案和煤层的安全开采来说意义重大。本文以两淮地区某矿5煤层作为试验区域,该煤层主采的是120502工
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瓦斯预抽是对煤层瓦斯进行卸压抽采,从根本上解决瓦斯问题的重要手段,而抽采半径作为瓦斯抽采的依据,抽采参数的准确测定对煤矿安全生产具有重要意义。本文试验煤层渗透率低,瓦斯抽采难度较大,为了能够达到高效抽采的目的,科学有效的抽采布孔设计是必不可少的。因此准确测定瓦斯有效抽采半径的大小对后期预抽钻孔的布孔方案和煤层的安全开采来说意义重大。本文以两淮地区某矿5煤层作为试验区域,该煤层主采的是120502工作面,在理论分析瓦斯运移机理的基础上,建立瓦斯扩散-渗流耦合模型,利用FLUENT数值模拟出瓦斯压力随抽采时间的变化和现场瓦斯含量法进行有效抽采半径的试验测试,可以得出以下结论:(1)通过数值模拟瓦斯压力随抽采时间的变化规律可以发现,瓦斯压力在抽采初期10～30d时,下降较快;当抽采进行到60～90d时,瓦斯压力下降速度逐渐衰减;抽采90d后瓦斯压力下降趋于平缓。在20KPa负压和94mm钻孔测定的抽采有效半径结果为:30d有效抽采半径为2.14m;60d有效抽采半径为3.43m;90d有效抽采半径为5.12m。数据拟合得到有效抽采半径和时间的关系式:R=2.01051ln(t)-4.40149。从中可以看出,瓦斯有效抽采半径存在极值,后期的抽采经济性不高。(2)现场试验采取瓦斯含量法,现场试验采用20～24KPa负压抽采两个月和三个月后瓦斯含量值与原始瓦斯含量值,比较可以得出两个月有效抽采半径为3m,三个月抽采半径为5m。同数值模拟结果符合良好,验证了现场试验结果的准确性。通过瓦斯流量法对排放半径的测定,得出94mm钻孔的排放半径为0.6m。(3)根据现场试验测试结合数值模拟结果,得到的有效抽采半径值。根据矿上施工安排,以三个月的有效抽采半径5m,作为120502工作面钻孔布孔依据。根据120502工作面实际工作情况,制定的抽采布孔方案:孔间距L=9.0m,孔径Φ94mm。图[37]表[15]参[78]
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