中国安全科学学报

作者：赵鹏翔, 常泽晨, 李树刚, 卓日升, 林海飞, 金士魁

单位：1 西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054；2 西安科技大学 教育部西部矿井开采及灾害防治重点试验室,陕西 西安 710054；3 新疆煤炭科学研究所,新疆 乌鲁木齐 830091

关键词：厚煤层,采空区,定向钻孔,分域准则,瓦斯抽采,采动裂隙,数值模拟

基金：国家自然科学基金面上项目资助(51974237); 国家自然科学基金面上项目资助(52174205); 国家自然科学基金重点项目资助(51734007); 陕西省创新人才推进计划青年科技新星项目(2020KJXX-004)

为提高厚煤层采空区定向钻孔的瓦斯抽采效率,针对山西某高瓦斯矿井采煤工作面,采用理论分析和FLUENT数值模拟相结合的方法研究采动裂隙分域演化特性,提出覆岩裂隙场分域准则,确定定向钻孔布置区域与核心抽采布置范围,并在采空区现场开展定向钻孔分域抽采瓦斯试验。结果表明:破断裂隙密集区内,岩层断裂穿层裂隙发育较明显、瓦斯聚集显著,且钻孔稳定性高,是布置定向钻孔的最佳区域;并将与回风巷中心线水平距离3~13 m,与煤层顶板垂直距离10~18 m的区域设定为核心抽采区域。定向钻孔分域抽采试验中,单孔抽采瓦斯体积分数平均提升22.355%,单孔瓦斯抽采纯量平均提升1.295 m3/min,该结论验证了厚煤层采空区定向钻孔分域抽采方法的实用性与合理性。

来源：2023年第1期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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