优化瓦斯抽采参数：华晋焦煤沙曲矿综掘面防突研究

该文研究了华晋焦煤沙曲矿在综掘面瓦斯抽采防突参数的优化问题，旨在解决高瓦斯突出煤层巷道掘进中的安全与效率难题。通过使用ANSYS10.0软件进行数值模拟，分析了巷道两帮及工作面深部的应力分布，以此优化瓦斯抽采钻孔的设计和参数。文章指出，煤与瓦斯突出是煤矿中常见的动力现象，尤其在高应力、高瓦斯压力环境下，掘进工作面的突出危险性增加，严重影响掘进速度和矿井的采掘平衡。钻孔瓦斯抽采是预防煤与瓦斯突出的主要手段，合理的抽采方案和参数对矿井安全和生产效率至关重要。 1. 矿井瓦斯问题的背景与挑战 在高瓦斯突出矿井中，掘进工作面经常受到高地应力和高瓦斯压力的影响，导致突出危险性高，进而使得掘进速度减缓，干扰了矿井的采掘平衡。煤与瓦斯突出主要发生在巷道应力集中的区域。华晋焦煤沙曲矿的掘进工作面存在此类问题，突出预测指标超标，频繁出现瓦斯浓度超限，迫使工作面频繁停工和停机，严重影响掘进进度。 2. 钻孔瓦斯抽采参数优化方法 为了解决这些问题，矿井尝试在巷道两帮布置钻场进行瓦斯抽采，但效果不明显，需要进一步优化相关参数。通过使用ANSYS10.0软件，建立了巷道周围的煤体应力分布数值模型，以确定更有效的钻孔位置和参数。 3. 数值模拟与模型建立 该研究选取了沙曲矿4#煤层14203轨道顺槽作为模拟对象，建立了200m×50m×50m的计算模型，考虑到煤岩层的特性，采用摩尔-库仑模型描述围岩的本构关系。模型的结构单元划分细致，尤其是在煤层顶板附近的岩体，以捕捉其应力和位移的变化。 4. 边界条件设定 上部边界条件模拟了上覆岩层的重力，其他边界条件则根据实际情况设定，确保模拟的准确性。 通过对这些参数的优化，期望能提高瓦斯抽采效率，防止煤与瓦斯突出，保障综掘工作面的安全快速掘进，从而实现矿井的“抽、掘、采”有序接替，推动矿井的高产高效安全生产。通过这样的优化研究，不仅能提升矿井的安全水平，还能降低运营成本，提高经济效益。