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地面钻井抽采工作面瓦斯高位环形体参数的模拟研究

2021-01-04郭忠凯余国锋陈本良程海燕于云飞

煤矿安全 2020年12期

郭忠凯,黄 鹤,余国锋,陈本良,程海燕,于云飞

(1.煤炭开采国家工程技术研究院,安徽 淮南232033;2.淮河能源控股集团有限责任公司,安徽 淮南232001;3.煤科集团沈阳研究院有限公司,辽宁 沈阳110016;4.煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁 抚顺113122)

无论是采前预抽还是采后采空区瓦斯抽采,大直径地面钻孔抽采瓦斯是煤矿瓦斯区域治理的有效手段,具有单孔抽采影响范围大、抽采时间长、抽采施工安全的特点。淮南矿业集团在传统的地面钻井的工作钻孔直径主要有127 mm 和133 mm 2 种,在采空区区域瓦斯治理方面取得了许多有益的成果,但是存在钻井的井壁稳定性差,出气量少,钻孔成孔率低的问题。通过钻井探孔检查失效钻井,发现失效的钻井主要受到2 种破坏:一种是垂直或斜交于钻孔的剪切力造成的剪切破坏导致钻井完全闭合或部分闭合,部分闭合的钻孔在围岩应力的作用下涌入大量泥沙堵塞钻井;另一种是钻井在水平应力分量的压缩作用下断面不断减小,导致抽采效果直线下降。因此,钻孔终端点及钻孔孔位等钻孔参数的合理确定对于提高地面钻井瓦斯抽采效果具有决定性的意义。根据煤层群瓦斯高效抽采的“高位环形体”理论[1-2],瓦斯抽采钻孔的终端应布置在高瓦斯解吸程度、高水平渗透率和高浓度瓦斯分布的三维空间体内进行,对于采空区瓦斯抽采,其分布的几何特征为在采空区上方一定高度,具有一定宽度并按一定角度往上延伸的“高位环形体”。……

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