软煤夹层水射流层状卸压增透抽采瓦斯数值模拟及试验

刘 晓，李 勇，宣德全，胡世雄，荆天祥，徐 森

(1.河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作 454003；2.武汉理工大学 安全科学与应急管理学院，湖北 武汉 430070；3.义马煤业集团有限公司，河南义马 472300；4.中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心，河南 焦作 454003)

煤与瓦斯突出严重影响了矿井的安全生产[1-2]，而一定厚度的构造软煤的存在更易发生灾害。目前，在此类松软低透突出煤层区域抽采消突措施中，水力冲孔技术应用效果显著，近年来在我国卸压增透措施中得到广泛应用[3-6]。

在诸多研究中，冲孔出煤量是考察水力冲孔效果好坏的重要指标，段守德等[7]以平顶山八矿己15煤层为试验对象，通过FLAC3D软件进行模拟，比较了不同冲孔出煤量条件下的卸压效果，并将其模拟数据与现场试验结果相互验证，结果表明出煤量的最优范围在0.37～1.00 t/m；刘晓等[8]以流固耦合和稳态蠕变理论为基础，采用数值模拟的方法查明了水力冲孔期间和水力冲孔后煤体渗透率的演化规律，指出影响半径随出煤量的增加而增加；李云等[9]为提高层外卸压瓦斯抽采效率，探索适合潞安矿区3号煤层的水力冲孔参数，通过对不同冲孔煤量钻孔的抽采效果进行对比分析，得出了水力冲孔的合理出煤量为0.15 t/m。上述研究都将出煤量作为重要指标进行研究，实际水力冲孔作业中，相比出煤量，出煤的均一性更为重要，目前水力冲孔普遍存在追求大的出煤量，冲出难度增加、运输任务加大、且往往受应力及冲孔能力影响，卸压改造不均匀、易在冲孔边缘造成应力集中，影响安全生产。……