朱家店矿101综放工作面瓦斯综合抽采技术研究

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朱家店101综放工作面为特厚煤层1煤首采1分层综采放顶煤工作面,该煤层瓦斯赋存量较大,瓦斯涌出对工作面危害严重,属于高瓦斯矿井。根据该工作面生产实际,采用本煤层交叉钻孔卸压抽采、采空区埋管抽采、高位钻孔抽采能有效降低工作面瓦斯危害,减少通风压力,对保障工作面安全顺利回采具有重要意义。  本文通过现场实测确定瓦斯赋存基础参数,以及相关基础参数在采动影响下的变化规律,确定合理的卸压抽采超前距离;依据固体力学、达西定律理论,使用COMSOL数值模拟软件建立本煤层瓦斯抽采数值模拟三维模型,通过数值模拟研究抽采钻孔间距、直径、抽采时间等对瓦斯卸压范围和卸压速度以及瓦斯含量变化的影响,确定合理的本煤层瓦斯抽采工艺参数;根据自由与多孔介质流体流动理论、多孔介质物质传递理论,建立采空区抽采过程的瓦斯涌出模型,通过数值模拟研究不同抽采口位置和抽采流量条件下瓦斯浓度分布及变化规律,确定最佳的抽采口位置及抽采流量和时间;开展高位钻孔抽采实验研究,监测和分析在工作面推进过程中,抽采瓦斯浓度与纯量随始孔与工作面距离,终孔与顶板高度、终孔与回风巷道外帮距离的变化规律,确定相对优越的高位钻孔布置工艺参数;最终对综合抽采效果进行现场测试和分析,为工作面瓦斯的治理提供依据。  通过以上研究确定了回采过程中本煤层交叉钻孔卸压抽采、采空区埋管抽采、高位钻孔抽采三种抽采工艺的技术参数。现场实施显示综合抽采期间,上隅角瓦斯浓度和回风瓦斯浓度一般在0.62%~0.83%和0.28%~0.42%之间,未出现瓦斯超限现象,保证了工作面安全开采。
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