张 博

(西山煤电(集团)有限责任公司, 山西 太原 030053)

煤矿开采深度的加深，开采强度的加大，使矿井工作面回采期间瓦斯超限问题越来越严重，仅2002—2012年，全国矿井瓦斯爆炸事故就发生了897起[1-3]. 采空区瓦斯是工作面瓦斯的重要来源，占50%～60%，因此采空区瓦斯治理是煤矿瓦斯治理的重点[4, 5]. 对于回采过程中采空区的瓦斯治理，许多学者进行了研究，袁亮等[6]基于采动覆岩破坏特征，进行了大直径地面立井采空区瓦斯抽采试验，钻井总抽采瓦斯量达到361.7 m3，瓦斯治理效果明显；凡永鹏等[7]采用数值模拟和工程实际相结合的方法分析了塔山矿不同采空区瓦斯治理方法的抽采效果，揭示了不同方式的优缺点；褚廷湘等[8]基于煤矿瓦斯与浮煤自燃耦合治理的思想，分析了“U+I”型工作面不同工况下，上隅角瓦斯和采空区自燃“三带”分布情况；张玫润等[9]分析了“一面四巷”情况下高抽巷处于不同位置处采空区瓦斯分布特征，揭示了不同层位高抽巷瓦斯治理效果。

西山煤电集团屯兰矿2012年升级为突出矿井，回采期间瓦斯治理难度大，为有效解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题，使用地面L型钻孔代替高抽巷抽采瓦斯。以该矿12507工作面采空区瓦斯治理为工程背景，采用3DEC软件分析采动覆岩“三带”分布特征，使用COMSOL Multiphysics软件研究不同层位采动裂隙带L型钻孔瓦斯抽采效果，为钻孔合理层位的选择提供理论依据。

1 工程概况

屯兰矿12507工作面采用综采一次采全高的方法进行2#、3#煤层回采，总厚度4.57 m. 工作面走向长度1 644 m，倾向长度220 m，采用U型通风，总风量为2 100 m3/min. 直接顶为黑色粉砂岩，具缓波状层理；……