順層瓦斯抽采鉆孔合理封孔參數(shù)研究.pdf

1、順層鉆孔抽采是煤礦瓦斯災害防治的主要手段，其中鉆孔的封孔參數(shù)是決定瓦斯抽采效果的重要因素。為準確地確定順層瓦斯抽采鉆孔的合理封孔參數(shù)，本文基于王行莊煤礦12041工作面的地質(zhì)條件，分析了巷道圍巖的應(yīng)力分布特征與滲透率演化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，對順層瓦斯抽采鉆孔的合理封孔參數(shù)開展了模擬研究，并進行了現(xiàn)場試驗驗證。取得了以下研究成果：
　　（1）通過對王行莊煤礦二1煤層頂?shù)装迕簬r樣進行了物理力學性能參數(shù)的測試，運用FLAC3D軟件模擬了煤

2、層巷道的開挖，結(jié)合現(xiàn)場鉆屑量法確定了12041工作面巷道的圍巖應(yīng)力分布，并對巷道開挖擾動后圍巖的煤體滲透率進行計算。結(jié)果表明，巷道圍巖區(qū)域內(nèi)煤體滲透率最大值為初始滲透率的2290倍，最小值為初始滲透率的0.36倍。
　?。?）利用Comsol Multiphysics結(jié)合雙重孔隙介質(zhì)瓦斯運移過程中的氣固耦合模型，對不同封孔深度與封孔長度的順層鉆孔抽采煤層瓦斯過程進行了數(shù)值模擬分析。結(jié)果表明，順層瓦斯抽采鉆孔的封孔深度不宜超過應(yīng)力集

3、中峰值點，超過應(yīng)力集中峰值點時，在巷道應(yīng)力集中峰值點處會形成一道屏障，阻隔峰值點兩側(cè)瓦斯的自由流動；順層瓦斯抽采鉆孔的合理封孔長度應(yīng)穿過巷道卸壓區(qū)，到達應(yīng)力集中區(qū)，略小于巷幫到應(yīng)力峰值點的距離。
　?。?）使用Comsol Multiphysics軟件，對漿液在封孔段煤體內(nèi)的滲流擴散過程進行了模擬研究。結(jié)果表明，在相同的注漿時間內(nèi)，增加注漿壓力可以明顯增加漿液滲透煤體的滲透率與漿液的擴散半徑，漿液擴散半徑的增加幅度隨著注漿壓力增加