瓦斯抽采大直径深孔钻进工程响应特性

作者：李立华; 陈勇^*

来源：安全与环境工程, 2022, 29(03): 71-85.

DOI：10.13578/j.cnki.issn.1671-1556.20210738

• 大直径深孔
• 钻孔轨迹
• 出煤量
• 瓦斯抽采浓度
• 钻进工程
• 响应特性

为缓解平顶山矿区松软突出煤层深部开采预抽瓦斯的困境，在现有工程制约措施的基础上，通过装备升级、工艺优化开展大直径深孔钻进工程响应特性研究，通过现场试验、对比考察的方法对大直径深孔钻进轨迹特征、成孔效果与瓦斯抽采效果参数进行量化研究。结果表明：钻孔直径越大，钻孔轨迹偏移量越大，且其百米水平偏移量明显大于百米垂直偏移量；相同孔径下，下向钻孔的百米水平与垂直偏移量大于上向钻孔，且百米水平偏移量的差异性更大；同一矿井与同一矿区邻近矿井大直径深孔钻进在瓦斯抽采浓度、瓦斯抽采浓度衰减时效特性方面都表现出明显的瓦斯抽采效果优势；大直径深孔钻进扰动作用下，钻孔出煤量增加，孔周煤体裂隙通道扩展范围越大，钻孔压力梯度作用能力与作用范围越大；瓦斯抽采区域煤层瓦斯含量越大、瓦斯补给能力越强，瓦斯抽采浓度越高、瓦斯抽采浓度衰减系数越小；钻孔出煤量与瓦斯抽采浓度符合指数函数规律，煤层瓦斯含量与瓦斯抽采浓度衰减系数符合线性函数规律；大直径深孔钻进促使出煤量增加、煤壁暴露面积增大、孔周煤体裂隙通道扩展，在压力梯度与瓦斯补给作用下提高了瓦斯抽采效果。该研究结果可为矿区深孔钻进与瓦斯抽采提供理论依据与应用参考。

• 单位
  瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室; 中煤科工集团重庆研究院有限公司; 平顶山天安煤业股份有限公司; 湖南科技大学