車集煤礦底抽巷穿層鉆孔有效抽采半徑研究

王振軍

(河南能源化工集團(tuán) 永煤公司車集煤礦，河南 永城 476600)

對(duì)于突出礦井，預(yù)抽煤層瓦斯是一項(xiàng)重要的防突措施。在瓦斯抽采設(shè)計(jì)中，有效抽采半徑是該措施的一個(gè)重要參數(shù)，直接關(guān)系到預(yù)抽鉆孔間距的設(shè)計(jì)，影響瓦斯抽采的效果。若抽采鉆孔間距較大，易出現(xiàn)抽采盲區(qū)，達(dá)不到抽采效果，留下安全隱患，反之則造成浪費(fèi)。

常用的瓦斯有效抽采半徑的確定方法有：數(shù)值模擬法、理論分析法和現(xiàn)場實(shí)測法。王兆豐等[1]利用數(shù)值模擬軟件對(duì)抽采鉆孔在不同的抽采負(fù)壓和抽采時(shí)間下的瓦斯流動(dòng)方程進(jìn)行了數(shù)值模擬，確定出了合理的抽采負(fù)壓、抽采時(shí)間及有效抽采半徑；劉廳等[2]基于煤層原始瓦斯含量和壓力，提出了綜合考慮預(yù)抽率>30%與殘余瓦斯含量<8 m3/t的割縫鉆孔有效抽采半徑判定指標(biāo)；郝天軒等[3-4]用示蹤氣體SF6測定了鉆孔的有效抽采半徑。

基于此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)場實(shí)測研究與數(shù)值模擬2種方法相結(jié)合的手段，對(duì)有效抽采半徑進(jìn)行研究?，F(xiàn)場實(shí)測使用流量法以及瓦斯含量法對(duì)瓦斯的有效抽采半徑進(jìn)行考察，然后利用Comsol Multiphysics數(shù)值模擬軟件對(duì)普通孔與水力沖孔鉆孔的有效抽采半徑進(jìn)行模擬，以此來驗(yàn)證現(xiàn)場實(shí)測所得數(shù)據(jù)的合理性與考察方法的可靠性。

1 工程概況

車集煤礦屬于煤與瓦斯突出礦井，目前回采煤層為二2煤層，該煤層位于山西組中部，可采范圍內(nèi)厚度0.80～8.86 m，平均厚2.60 m，煤層傾角近水平，結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)煤層開采條件，采用單一走向長壁后退式綜合機(jī)械化采煤方法，全部垮落法控制頂板，一次采全高。直接頂多為泥巖或砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部可見各種粒徑的砂巖。煤……