所属领域:煤矿安全

成果简介:

1.成果的基本情况

本成果将以钻孔围岩的蝶形塑性区理论为基础，研究瓦斯抽采钻孔在采动应力环境下的破坏形态和范围，并以此为基础提出优势瓦斯通道的概念和开展优势瓦斯通道构建方法的研究，通过合理规划工作面长度、开采时间、采高、煤柱尺寸等采矿工程活动构建形成煤层中瓦斯钻孔布置方法的应力环境，并根据应力环境确定钻孔层位、方向、间距和布设时间等瓦斯抽采钻孔布局，以实现煤层中瓦斯钻孔布置方法的高效性、稳定性、长期性，大幅度提高抽采效率，为卸压瓦斯抽采技术的选择和施工参数的设计提供了理论支撑。

2.主要技术指标

1）采动空间应力场分布特征研究。研究煤矿回采工作面开采引起的采动应力场与原岩应力叠加形成的应力场分布特征，重点揭示煤炭开采过程中采动空间主应力的演化规律。

2）不同应力场分布特征下，钻孔围岩破坏形态与范围。钻孔围岩的破坏形态和范围对于瓦斯抽采钻孔区域的联通具有重要影响，本项目通过理论建模和数值分析方法，研究钻孔围岩破坏形态和范围的影响因素及其敏感程度，揭示不同主应力环境下钻孔围岩的破坏规律。

3）煤层瓦斯抽采钻孔的布置和参数优化方法。研究工作面长度、开采时间、采高、煤柱尺寸等采煤工艺参数对采动空间应力场分布的影响，获得不同采煤工艺参数下采动空间的应力场分布规律，进而通过调整采煤工艺参数获得有利于瓦斯抽采钻孔布置的具体方法。研究钻孔层位、方向、间距和布设时间等因素对钻孔围岩破坏形态的影响，获得最优的钻孔布置方法。

3.应用范围

该项成果应用于煤矿瓦斯防治工程领域。

4.市场需求及经济效益分析:

本项目研究成果已在冀中能源、龙煤矿业、河南能化等全国多个大型煤炭集团进行了推广应用，有效提高了井下瓦斯抽采的浓度和稳定性，保证了工作面的安全及顺利推进。据不完全统计，近3 年应用该技术的矿井共创造经济效益2841.6 万元，减少瓦斯抽采钻孔施工量10%以上，具有显著的经济效益和社会效益，为实现煤与瓦斯科学共采提供了重要的决策依据。通过现场实施，该项目研究成果具有以下优势和效果：

（1）扩大了瓦斯抽采钻孔的导通范围：

通过协调采矿活动构建有利的应力环境，单孔影响范围提高50倍以上；

（2）减少了瓦斯抽采钻孔施工量，提升抽采效果

根据采场周围高应力比值带的时空分布特点，有针对性的确定钻孔层位、方向、间距和布设时间，减少了瓦斯抽采钻孔施工量10%以上，提高了瓦斯抽采的浓度和稳定性。

5.合作方式:技术服务

6.联系方式：

负责人姓名：李季

电话：13991989661

E-mail：liji_xust@163.com