张金宝

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

0 引言

目前，国内煤矿井下开采深度不断增加，地质条件也愈加复杂，松软突出煤层日益增多，瓦斯突出危害已成为制约煤矿安全生产的重要因素[1-2]。施工瓦斯抽采钻孔对预开采煤层瓦斯进行抽采消突是解决瓦斯危害直接而有效手段，但是煤矿井下的复杂地层尤其是松软煤层或松软突出煤层，由于煤层松软、破碎，极易引起坍塌、堵塞等孔内安全事故，破坏了孔壁的完整性；或是瓦斯压力聚积后突然释放，其携带的大量煤粉颗粒阻塞钻孔，均会破坏瓦斯的抽采通道，造成瓦斯抽不出或抽采量减少[3-5]。完孔后下筛管护孔技术是解决裸眼完孔抽采通道易堵塞，提高瓦斯抽采效果的有效手段[6]。

采用筛管护孔起到了较好地保持瓦斯抽采通道畅通的作用，目前已成为煤矿井下瓦斯抽采孔完孔护壁的主要方法[7-8]。但是煤矿井下瓦斯抽采用筛管普遍采用常规的圆形筛眼，在实际使用中会出现煤粉穿过筛眼堵塞抽采内通道，从而影响抽采效果的问题[9]。对于割缝筛管在石油开采的防砂中有大量应用，取得很好的采油防砂效果，而在煤矿领域，仅在地面煤层气井的抽采中见有少量的研究，未在煤矿井下瓦斯抽采中开展相关理论及试验研究[10-12]。由于煤粉是散体颗粒，属于非连续体，因此无法用传统工程流体力学的方法进行分析研究，而离散元法可以很好地解决此问题，在涉及到散体力学的许多领域都有广泛的应用[13-15]。……