陆俊翔,罗文柯,2*,王成龙,黄妍

(1.湖南科技大学 资源环境与安全工程学院,湖南 湘潭 411201;2.湖南科技大学 煤炭安全开采技术湖南省重点实验室,湖南 湘潭 411201)

我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家,随着经济的快速发展,对煤炭资源的需求一直位居世界第一[1].但随着我国浅部煤层逐步枯竭,煤层开采以25～50 m/a的速度向深处延伸.由于开采深度增加,煤层瓦斯动力灾害明显提升[2].为了消除突出煤层在开采过程中发生煤与瓦斯突出(以下简称突出)事故,减少人员与财产的损失,根据《防治煤与瓦斯突出细则》要求,须在实施两个“四位一体”(区域防突四位一体和局部防突四位一体)后方可安全开采[3].其中预抽煤层瓦斯是区域防突的关键性技术措施,但在瓦斯抽采过程中,穿层钻孔的间距设计一直是现场技术人员难以精准掌握的课题.若穿层钻孔间距布置过大,会容易出现卸压盲区,导致突出事故发生;若穿层钻孔间距布置过小,则会增大穿层钻孔的工程量,增加治理的时间与成本[4].因此,如何科学合理地确定穿层钻孔的有效影响半径,是现场与科研院校的研究人员迫切需要解决的问题.

林柏泉[5]等建立水力割缝煤体多场耦合模型,对水力割缝钻孔周围瓦斯流场的变化进行了数值模拟研究;吴有增[6]等根据质量守恒定律、Fick定律以及Darcy定律建立“瓦斯流动模型”确定有效抽采半径;杨宏民[7]等在对寺家庄矿15#煤层进行抽放有效影响半径的过程中,使用瓦斯……