平行钻孔有效抽采半径及合理钻孔间距研究

桑乃文^1,2,3，杨胜强^1,2,3，宋亚伟^1,2,3

1. 中国矿业大学安全工程学院2. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室3. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室

摘 要：为确定平行钻孔瓦斯抽采合理钻孔间距,通过推导煤层瓦斯运移方程、煤岩体变形方程及渗流场与应力场耦合方程,建立了瓦斯抽采流固耦合模型;根据某矿21219工作面实际地质条件,利用COMSOL Multiphysics软件对平行钻孔间抽采叠加效应影响下瓦斯压力、有效抽采半径的变化规律进行了数值模拟研究,并结合钻孔有效抽采半径,得出了合理的钻孔间距。数值模拟结果表明,随着钻孔间距的增大,抽采后煤体瓦斯压力增大;随着煤体距钻孔距离减小,煤体瓦斯压力呈先缓慢减小、后快速下降的趋势;随着抽采时间的增加,瓦斯压力不断降低,钻孔有效抽采半径变大。现场应用结果验证了钻孔间距布置的合理性。

关键词：煤炭开采;瓦斯抽采;平行钻孔抽采;有效抽采半径;抽采叠加效应;钻孔间距;