刘 军，张露伟，杨 通

(1.河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454003；2.河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室，河南 焦作 454003 )

1 传统抽采钻孔布置方式

假设一块待抽煤层需要布置抽采钻孔，钻孔有效抽采半径为R，抽采钻孔布置如图1所示。圆圈表示钻孔在一定时间段内的有效抽采范围。沿煤层走向单排布置m个钻孔，沿煤层倾向单排布置n个钻孔，此时布置钻孔的总个数为m×n个，如图1(a)所示，但会形成图中阴影部分的抽采空白带。为了消除钻孔抽采空白带，前人研究“三花眼”布孔方式，此时布置钻孔的总个数为2mn-m-n+1个，如图1(b)所示，约为原来的2倍，造成大部分煤层重复抽采。

图1 煤层钻孔布置

2 圆内多边形优化钻孔布置

2.1 圆内多边形作法及优化原理依据

通过做圆内接多边形，依据多边形的边为弦、有效抽采半径为圆的半径作出相同的圆，依次做出各个边长相对应的圆，得出圆内接多边形的钻孔布置，便于减少钻孔数量和重复抽采区域，以圆内接六边形为例，如图2所示。作图步骤：①绘制有效抽采半径为R的圆O，作圆O的圆内接六边形ABCDEF；②连接线段AC，线段BF，作相切线段AC和线段BF，有效抽采半径为R的圆J；③连接线段BD，作相切于线段AC和线段BD，有效抽采半径为R的圆K；④依次连接各线段，依据相同作法，作圆L，G，H，I，即圆内接六边形钻孔布置图。

图2 圆内接六边形绘制过程

传统钻孔布置间距过大会形成瓦斯抽采空白带，导致部分区域瓦斯含量和瓦斯压力未降到安全值，影响煤矿安全生产。……