厚煤层综放开采过程中瓦斯运移特征及抽采方案研究Study on Gas Migration Characteristics and Extraction Scheme during Fully Mechanized Top-Coal Caving Mining in Thick Coal Seam
张克含,张玉露,曲效成,王旭
摘要(Abstract):
为防止厚煤层综放开采过程中卸压瓦斯超限问题,以玉华煤矿典型厚煤层综放开采工作面为例,采用3DEC离散元模拟方法研究采场受扰后覆岩运动特征,以判别卸压瓦斯运移通道和储集区域,针对性制定瓦斯抽采方案并进行现场工业性试验。结果表明:随着工作面回采,覆岩破坏形成的裂隙区成为卸压瓦斯升浮运移通道;垮落带与裂隙带交界处的裂隙区形成较大离层空间,构成卸压瓦斯的主要储集空间;基于覆岩裂隙分布特征,制定了以高位钻孔为核心的抽采方案:在回风顺槽顶板上方5 m处布设L形钻场,设计12个孔径153 mm的钻孔,终孔位置垂向定位在裂隙带中部(26.8~45.3 m),倾角5.3°~8.1°,方位角以左偏2.5°~8.2°覆盖卸压瓦斯储集空间;优化后的高位钻孔抽采流量达1.83 m~3/min,抽采浓度稳定于40%以上,回风巷瓦斯浓度全程低于0.3%,显著降低了卸压瓦斯超限风险,实现了瓦斯储集区的精准抽采与工作面安全高效生产。
关键词(KeyWords): 覆岩运动;位移应力;裂隙分布;瓦斯抽采;高位钻孔
基金项目(Foundation): 国家重点研发计划项目(2023YFC3707804)
作者(Author): 张克含,张玉露,曲效成,王旭
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