王晓东

（山西石港煤业有限责任公司，山西 左权 032600）

1 工程概况

石港煤业公司位于左权县城北13km 处，行政区划属左权县寒王乡管辖。矿井生产能力0.9Mt/a，采用斜井开拓方式。石港煤业15107 工作面地表位于跑马梁以西，简会村以东，东义沟以南，刘家庄以北，地面标高+1284～+1373m，井下标高+998～+1055m，平均埋深约为280m。15#煤层厚度6.8～7.63m，均厚7.2m，煤层倾角最大10°，最小5°，平均倾角7°，可采性指数为1，厚度变异系数为11%，为稳定煤层，属井田内主要可采煤层，结构简单-较简单，含夹矸0～3 层，夹矸岩性为炭质泥岩。石港煤业CH4绝对涌出量为158.67m3/min，15#煤层CH4相对涌出量为26.2m3/t，瓦斯最大压力为2.35MPa，是煤与瓦斯突出矿井，瓦斯突出危险严重制约着煤矿生产。通过长距离定向钻孔预抽瓦斯能够有效降低工作面瓦斯压力，以达到消突的目的，通过预抽进而降低煤层瓦斯含量，提高采掘速度和确保安全生产。以15107 工作面为背景，对长距离定向钻孔预抽本煤层瓦斯进行防治煤与瓦斯突出的应用研究。

2 长距离定向钻孔瓦斯抽采参数模拟研究

2.1 建立数值模型

根据现场实践经验及相关研究成果，决定定向长钻孔瓦斯预抽效果的主要参数有钻孔直径、抽采负压、钻孔间距等。由于定向长钻孔的施工具有不可逆性[1-2]，因此为了在石港煤业15107 工作面取得理想的瓦斯预抽效果，采用COMSOL 软件根据15107 工作面的具体情况建立数值模拟模型，对各个参数进行模拟分析，进而确定最为合理的参数。COMSOL 是一款基于有限元方法的模拟软件[3-4]，广泛用于解决实际工程中的复杂问题，主要步骤为建立模型→定义相关参数→划分网格→求解→提取需要的结果。……