精细化模拟：低透气煤层水力冲孔与抽采防治瓦斯突出

本文主要探讨了针对低透气性煤层的瓦斯治理策略，特别关注的是在平煤十矿己15-16-24100工作面的突出危险控制。作者李喜员、荣海和范超军通过对水力冲孔技术与抽采钻孔相结合的瓦斯治理过程进行精细化模拟研究，旨在提升煤矿安全管理水平。 研究的核心内容是构建了煤层瓦斯运移应力—渗流耦合数学模型，这是基于对瓦斯解吸、煤岩渗流以及煤层结构动态变化的深入理解。通过有限元软件，他们模拟了工作面的多个关键步骤，包括顺层钻孔、底板巷穿层钻孔、水力冲孔掩护风巷、机巷掘进和本煤层回采。这些步骤有助于评估瓦斯抽采在降低突出危险中的作用，同时提供了现场监测数据以验证模拟结果的准确性。 研究结果显示，采用"穿层钻孔+顺层钻孔+穿层水力冲孔"的立体抽采方法，能够显著降低己15-16-24100工作面在准备和回采过程中的瓦斯释放风险。具体来说，经过这样的治理后，煤层残余瓦斯压力降低至0.25~0.45 MPa，而煤层的残余瓦斯含量减少到2.8~4.5 m3/t，这些数据完全符合平煤十矿对于煤与瓦斯突出防治的规范标准。 本文的研究对于煤矿行业的实践具有重要意义，它不仅提供了一种有效的瓦斯治理方案，还强调了精细化模拟在解决低透气性煤层安全问题中的作用。通过这种方法，可以预测和控制瓦斯活动，从而确保矿工的安全和矿井的稳定生产。此外，论文还提到了支持研究的国家自然科学基金项目和辽宁省自然科学基金项目，显示了这项工作的理论基础和资金支持。 这篇文章揭示了在低透气性煤层中采用水力冲孔和抽采钻孔进行瓦斯治理的科学方法和技术细节，为煤矿安全管理提供了有价值的参考依据。