大直径钻孔预抽瓦斯治理技术研究

摘要

针对寺家庄矿走向长度3 300 m的大采长工作面煤层瓦斯储量和涌出量大、上隅角容易超限的难题，采用大直径顺层钻孔抽采煤层瓦斯技术，建立了考虑钻孔叠加效应的流固耦合数值计算模型，分析了钻孔直径分别为113 mm和400 mm时钻孔抽采的瓦斯压力演化规律、有效抽采半径以及瓦斯抽采效果。研究结果表明：实施大直径钻孔预抽技术后，钻孔有效抽采半径相对于普通直径钻孔提高了21.12%;引入系数k=p_m/p_c作为叠加效应的评判指标，以单孔直径113mm钻孔有效抽采半径为参考，采用普通直径钻孔进行多孔抽采时，直径113 mm钻孔有效半径较单孔抽采提升了3.7倍；采用大直径钻孔进行多孔抽采时，其有效半径较单孔抽采提升了4.5倍；钻孔瓦斯抽采浓度提高了2倍，抽采纯量提高了5倍，为大采长工作面的瓦斯治理和安全生产提供了技术和理论指导。

关键词

瓦斯治理 / 大直径钻孔 / 数值模拟 / 流固耦合 / 叠加效应