深埋藏高应力顺层水力冲孔煤体卸压规律及应用

摘要：

为解决煤矿深部开采工作面煤与瓦斯突出危险性高的问题,以首山一矿12090工作面为工程背景,采用数值模拟方法分析了深埋藏高应力环境下采煤工作面顺层水力冲孔后的煤体变形和应力变化规律,得出结论:水力冲孔孔洞周围煤体朝向孔洞变形,有利于煤体内的裂隙发育和导通,进而提高煤体渗透率;冲孔区域煤体的水平应力有效降低,各冲孔孔洞形成的卸压区域相互连通,形成卸压条带,有利于瓦斯运移与抽采.依据数值模拟结果并结合实际工程,确定了首山一矿12090工作面水力冲孔工程方案:上帮钻孔角度为5～6°,下帮钻孔角度为-5～-4°;钻孔间距为4m,每个冲孔孔洞长度为1 m,每个钻孔的冲孔孔洞间距为7m,距巷帮30m范围内不进行冲孔作业;冲孔水压为5～6 MPa,流量为120～160L/min.实践表明:采用该方案后,每月成孔数达40个,成孔率达80％;冲孔钻孔瓦斯抽采浓度高、衰减慢,抽采50 d后冲孔钻孔内瓦斯体积分数为40％～60％,为普通钻孔的2～3倍,抽采120 d后冲孔钻孔内瓦斯体积分数仍有20％,水力冲孔有效提高了瓦斯抽采效果,降低了煤层瓦斯含量;回风流平均瓦斯体积分数降至0.5％以下;工作面平均日进尺由2.4 m增加至3.2 m,提高了生产率.

关键词：煤与瓦斯突出、瓦斯抽采、水力冲孔、煤体变形、煤体卸压、煤层致裂增透

所属期刊栏目：48

分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：116-122,141