水压预裂工作面瓦斯抽采高位钻孔参数优化及应用

祝 琨，刘文岗,，刘庆林，党业龙，余 杰，刘 辉，董 浩，吴 越，王 宁

(1.煤炭科学研究总院，北京 100013；2.北京天地华泰矿业管理股份有限公司，北京 100013；3.陕西煤业股份有限公司，陕西 西安 710054)

随着我国煤炭需求量的增加，煤炭的高产高效开采已经成为一种发展趋势，但是由于开采强度的增加，造成工作面瓦斯涌出量增大，导致上隅角瓦斯超限，严重制约了煤矿的安全生产[1-2]。U型通风工作面的瓦斯治理主要采用风排瓦斯和高位钻孔抽排的方法，但若高位钻孔的工艺参数不合理，则会形成抽采盲区，导致瓦斯抽采效率较低，严重影响工作面的回采，高位钻孔的合理布置决定着瓦斯的抽采效果[3-6]，因此，优化高位钻孔抽采工艺参数成为现阶段的研究重点。

目前，国内外学者对高位钻孔瓦斯抽采工艺参数优化进行了大量研究。KARACAN[3]采用动态三维建模，探究了不同高度瓦斯抽采钻孔模式的抽采效果，结果表明高位钻孔在减少瓦斯排放量上效果突出；赵丹等[7]计算了煤层上覆岩层移动“三带”高度，利用数值模拟软件对高位钻孔的仰角、方位角、钻孔长度等因素进行数值分析，最终确定高位钻孔的最佳布置参数；刘桂丽等[8]基于覆岩裂隙瓦斯流动规律，从覆岩“竖三带”“O”形圈理论出发，对高位钻孔的理论合理布置区域进行优化，并通过现场试验，验证了研究的正确性；高宏等[9]理论计算了影响高位钻孔抽采的关键工艺参数，利用Comsol数值模拟软件分析了抽采时间和抽采负压对高位钻孔抽采的影响，并根据计算结果优化高位钻孔参数；……