
第 31 卷第 5 期 辽宁工程技术大学学报(自然科学版) 2012 年 10 月
Vol.31 No.5 Journal of Liaoning Technical University(Natural Science) Oct. 2012
收稿日期:2012-05-21
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50904034);国家“十二五”大型油气田及煤层气开发科技重大专项 (2011ZX05041-003)
作者简介:江万刚(1980-),男,四川 达州人,硕士,主要从事煤矿安全及煤与瓦斯突出防治等方向研究. 本文编校:朱艳华
文章编号:1008-0562(2012)05-0750-04
丰城矿区排放钻孔有效影响半径确定
江万刚
1,2
(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆 400037;2.中煤科工集团重庆研究院,重庆 400037)
摘 要:为了解决丰城矿区局部综合防止煤与瓦斯突出措施排放钻孔布置的问题,采用数值模拟方法对钻孔瓦斯
排放半径进行分析,对排放钻孔周围应力及瓦斯流动进行研究,同时对该排放半径进行了现场考察.研究结果表
明:该矿区瓦斯排放一天,其有效影响半径为 0.5 m.该结论为矿井采取局部防止煤与瓦斯突出措施提供了合理
的参数和重要的参考依据.
关键词:排放半径;数值模拟;煤与瓦斯突出;岩石破裂过程分析系统;瓦斯;局部防突措施;钻孔;瓦斯流动
中图分类号:TD 77 文献标志码:A
Determination of effective influence radius of drainage boreholes
in Fengcheng mining area
JIANG Wangang
1,2
(1.National Key Laboratory for Gas Hazard Detection, Prevention and Emergency Control,
Chongqing 400037, China; 2. Chongqing Research Institute, China Coal Technology & Engineering Group,
Chongqing 400037, China)
Abstract:In order to solve the problems associated with boreholes layout for coal and gas outburst prevention in
Fengcheng mining area, this study analyzed the drainage radius of drainage boreholes using numerical simulation
method. In addition, the study investigated the characteristics of stress and gas flow around the drainage boreholes,
and examined the drainage radius on site. Therefore, the effective influence radius of drainage borehole was
determined for this mining area. Also, the rational parameters were provided for preventing local coal and gas
outburst in the mining area.
Key words: drainage radius; numerical simulation; coal and gas outburst; RFPA; gas; local outburst prevention
measure; drilling; gas flow
0 引 言
煤与瓦斯突出是矿山的重大动力灾害之一,由
于矿井动力现象问题的复杂性和生产地质条件的多
样性,其预测预防任务极为艰巨
[1]
.随着突出矿井施
行大面积区域预抽,使得开采煤层区域性防突问题
得到了很好的解决,但是当区域验证工作面前方局
部煤体未能完全消除突出危险性时,若再继续进行
大范围、高强度的区域措施,无形中增加了矿井的
安全投入,同时也为已经采掘接替紧张的局面增加
了负担.如果针对区域验证结果,对区域消突无效的
局部区域实施局部措施显得尤为重要.迄今为止,钻
孔排放瓦斯是局部防突最有效、最常用的措施之一,
其实质是利用排放钻孔使得煤层中积聚的弹性能得
以释放,煤层卸压并促使瓦斯解吸,消除工作面局
部突出危险.排放钻孔有效影响半径既反映了钻孔的
卸压范围,又体现了瓦斯解吸的通道,是排放钻孔
合理布置的一个最基本参数和依据
[2]
.因此,研究排
放钻孔有效影响半径对有效进行局部防突措施,提
高人员安全,有着重大的理论意义和实际应用价值.
1 工程背景
丰城矿区位于江西省丰城市,该矿区内主采煤层
为 B
4
煤层,属于突出煤层,根据现场实测该煤层瓦
斯压力达到 5.8 MPa,煤层瓦斯含量达到 18.6 m
3
/t,
该煤层平均埋深为 600 m,煤层平均厚度为 2.5 m.在
该煤层进行采掘活动前,进行了大面积的区域预抽,
诸如底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯、顺煤层钻孔
预抽煤巷条带瓦斯和顺煤层钻孔预抽回采区域瓦
斯等,进行区域预抽后采用直接测定煤层瓦斯含量
方法进行区域措施效果检验,效果检验其前方煤体
残余煤层瓦斯含量小于 8 m
3
/t 才进行采掘作业,在