综采工作面瓦斯预抽钻孔半径研究

1.瓦斯抽采的意义

针对201工作面瓦斯抽采的意义主要是可以减少回采期间瓦斯的涌出量确保安全生产。

2.钻孔瓦斯有效抽采半径的数值模拟

采用FLUENT数值模拟软件进行模拟分析,钻孔深度为90m,钻孔直径为113mm,抽采负压30kpa。

模拟结果抽放时间为10d时,孔周围的瓦斯压力分布较均匀,瓦斯压力降低区域的范围为0.7m;抽放时间为20d时,孔周围1m范围内的瓦斯压力开始降低;抽放时间为30d时,孔周围1.5m范围内的瓦斯压力开始降低;抽放时间为40d时,孔周围2m范围内的瓦斯压力开始降低;抽放时间为50d时,孔周围2.5m范围内的瓦斯压力整体下降。

3.钻孔有效抽采半径现场试验

(1)钻孔有效抽采半径试验现场布置

在201进风巷距切巷100m布置第一组测试钻孔,以后每间隔50m布置一组,共布置4组试验孔,由项目部技术员每天测试一次。其中1号、2号、3号、4号钻孔为抽采孔,5号、 6号、7号、8号、9号、10号、11号、12号钻孔为测试孔,抽采孔和测试孔的间距和抽采时间如图6所示。

试验瓦斯钻孔深度为90m,钻孔直径为113mm,倾角和煤层倾角一致,方位角为垂直巷道方向,抽放负压为30Kpa,预抽时间为100天。钻孔施工完毕后首先清理干净钻孔中的煤渣,钻孔插入5根PVC管,每根管长度为3m,钻孔最里面一根为带孔的花管,管与管端头预留丝扣进行紧固连接。试验钻孔封堵材料为绝缘脂+水泥砂浆,采用“两堵一注”的方式进行封堵,封堵长度不小于12m。

采φ50的软管和PVC软管连接,各钻孔的φ50软管总汇到φ152支管上,φ152支管和ND400的无缝钢管进行连接,ND400的无缝钢管铺设至井下瓦斯抽放硐室,瓦斯抽放硐室安装4台ZWY-110/160型移动式瓦斯抽采泵,2台正常使用,另外2台备用,用以试验钻孔的抽采。

(2)钻孔有效抽采半径试验分析

经过分析瓦斯抽放半径在28天后稳定在2.5m,和模拟分析的结果基本上一致。

4.结论

(1)经过模拟和现场测试瓦斯抽放半径为2.5m,对201综采工作面瓦斯抽采钻孔间距布置有实质性的指导意义。

(2)根据现场测试瓦斯28天后瓦斯抽采率为55.6%,抽采效果较好。

摘要：某煤矿201工作面的相对瓦斯涌出量达到10.8m3/t,工作面的绝对瓦斯涌出量达到58.97m3/min为高瓦斯工作面。为有效的抽采工作面的瓦斯确保安全生产,采用FLUENT数值模拟、现场试验确定预抽钻孔的间距为5m,有效抽放半径为2.5m。

关键词：瓦斯涌出量,高瓦斯工作面,预抽钻孔,抽放半径

参考文献

[1] 王培堂,任文善.预抽瓦斯对工作面瓦斯涌出量的影响分析[J].煤矿安全,1995(10).

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[4] 张文宇,郑建国,赵怀璞,游国强,金潮.某矿13105工作面交叉钻孔预抽瓦斯的技术实践[J].煤炭技术,2016(10).