摘  要：以2308高瓦斯工作面为研究对象，采用FLUENT模拟不同钻孔仰角、倾角及钻场数量时瓦斯抽采量，得到布置2组钻场、每组钻场钻孔仰角20°时，瓦斯效果最优。在工程施工定向钻孔中，顶板岩层布置2组钻场、8个钻孔抽采积聚瓦斯，通过监测钻孔瓦斯抽采量可知，定向钻孔抽采瓦斯量高，对降低工作面瓦斯浓度效果好。

关键词：定向钻孔;瓦斯抽采;纯流量;钻孔数量

引言

煤与瓦斯突出是当前矿井安全面临最严峻的挑战，在2021年全国煤矿事故十大典型案例中就有3起瓦斯事故，分别为石港煤业有限公司“3.25”事故、东风煤矿“4.9”事故、鹤壁第六煤矿“6.4”事故，均造成了严重的人员伤亡和经济损失[1-2]。因此，对于高瓦斯煤层开采时，应提前释放煤层积聚的瓦斯，避免开采时工作面瓦斯超限[3]。

1 工作面概况

2308工作面位于二采区，工作面标高+410m～+450m。工作面主采3#煤层，平均厚度3.2m，平均傾角4°。煤层顶板为砂质泥岩、粉砂岩，底板为细砂岩、泥岩。工作回采期间绝对瓦斯涌出量可达20m3/min以上，属于高瓦斯工作面，需要及时采用有效措施降低工作面瓦斯浓度，保证工作面安全回采。

2 定向钻孔参数确定

2.1 钻孔角度

通过FLUENT模拟钻孔不同角度时瓦斯抽采量，确定钻孔最佳方向，模拟结果如表1所示。

由表1可知，当钻孔仰角相同时，模拟得到钻孔倾角分别为25°、35°、45°时瓦斯抽采量，随着倾角的增大，混合流量、纯流量、抽采浓度均有所减小。因此，当钻孔仰角20°时，钻孔抽采效果最优，抽采后工作面瓦斯浓度最低。当钻孔倾角……