矿业安全与环保

作者：石光

关键词：大直径钻孔, 采空区, 瓦斯治理, 瓦斯抽采, 数值模拟, 煤柱损伤

通过在Abaqus软件中引入Concrete Damage Model屈服准则，探究了钻孔开挖与采动过程中的煤柱损伤状态。以平舒煤矿81117工作面为例，运用Fluent软件分析了采空区瓦斯流动状态及钻孔布置间距、钻孔数量、抽采排量对瓦斯治理效果的影响。结果表明, 钻孔开挖过程中煤柱不会发生明显的损伤。在回采过程中，巷道顶板与钻孔围岩的高应力区存在连通趋势，应提前加大钻孔附近的巷道支护强度。当钻孔数目为4个时，最优的钻孔间距为30 m。钻孔间距的增加在提升瓦斯抽采范围的同时会降低抽采效率。但抽采钻孔的数量不宜大于4个，继续增加钻孔将导致施工成本与抽采效率不匹配。有效抽采排量的上限为30 m3/min，最优抽采排量为20 m3/min。采用大直径钻孔抽采技术后，上隅角CH4体积分数由0.60%~1.05%降低至0.3%~0.8%，验证了该技术的可靠性。

来源：2025年第1期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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