魏家地礦單一特厚煤層采動卸壓瓦斯的地面鉆井抽采技術研究.pdf

1、論文對特厚煤層采空區氣體分布、頂板來壓期間瓦斯突涌規律進行了系統性研究，提出了地面鉆井控制采空區瓦斯流場技術，替代井下頂板巷道抽采技術，研究了布井位置對采空區漏風和抽采瓦斯濃度、流量的影響，總結了地面鉆井施工過程中的主要技術難題，分析了鉆井產氣規律及瓦斯流量變化特性，研究成果在甘肅魏家地煤礦進行了實際應用。
　　通過計算流體力學軟件FLUENT，模擬得出采空區氣體分布及來壓期間瓦斯異常涌出規律：（1）采空區內在靠近工作面區域分別存

2、在氧氣高濃度場和瓦斯低濃度場；（2）瓦斯濃度沿走向總體呈指數形式升高，沿傾向在靠近進風巷、回風巷兩側區域較低，沿垂向上在0~50m范圍內增長較快；（3）沖擊性頂板運動時，瓦斯涌出具有“速升－快減－緩降”三階段特征，工作面瓦斯濃度增大存在“延遲效應”，即瓦斯濃度增大及峰值出現時刻要晚于頂板突然下沉時刻。
　　確定了地面鉆井合理的布井位置，對鉆井施工過程中的主要技術難題進了總結分析：（1）鉆井的最佳位置位于距風巷30m，距煤層底板36

3、m處；（2）建立了泥頁巖井壁力學與化學耦合分析模型，給出了泥頁巖井壁巖石破壞準則，分析了地層出水對氣體鉆井的影響并給出了解決對策；（3）研究了氣體鉆井井斜的主要影響因素，分析了氣體鉆井過程中井斜的產生原因并給出了控制措施。
　　單一特厚煤層采動卸壓瓦斯的地面鉆井抽采技術在甘肅靖遠魏家地煤礦進行了工業試驗，結果表明地面鉆井抽采采動卸壓瓦斯效果顯著：試驗區4口鉆井累計抽采純瓦斯629.256×104 m3，回風巷瓦斯濃度降低至0.2％