穿层钻孔与顺层钻孔抽采效果对比研究

"穿层钻孔与顺层钻孔抽采半径差异性研究" 这篇科研论文深入探讨了在煤矿瓦斯抽采过程中，穿层钻孔与顺层钻孔的有效抽采半径之间的显著差异。作者是杨宏民、刘冠鹏和刘军，他们分别来自河南理工大学安全科学与工程学院和河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室。研究以朱集西煤矿11-2煤层为实验对象，采用了两种不同的方法来测定不同类型的钻孔的有效抽采半径。 首先，研究人员利用压力降低法评估了穿层钻孔的有效抽采半径。这种方法基于钻孔周围压力的变化来确定抽采影响范围，当煤层中的瓦斯被抽出时，会导致周围的压力下降，从而计算出有效抽采半径。在13千帕的抽采负压下，经过90天的抽采，他们发现穿层钻孔的有效抽采半径为4.5米。 其次，对于顺层钻孔，研究团队采取了SF6气体示踪现场实测结合COMSOL软件模拟的方式。SF6是一种无色无味的惰性气体，可以用来追踪气体流动路径，从而确定抽采半径。通过这种方式，他们在同一煤层中测得顺层钻孔的有效抽采半径为7.8米，显著高于穿层钻孔。 这两种抽采半径的差异对于煤矿瓦斯抽采的设计具有重要指导意义。一般来说，较大的抽采半径意味着更广泛的瓦斯抽取范围，可以更有效地减少矿井内的瓦斯含量，提高作业安全。因此，在规划抽采方案时，根据煤层的具体条件和钻孔类型选择合适的钻孔间距至关重要。 该研究的结论指出，穿层钻孔和顺层钻孔在抽采效果上存在显著差异，穿层钻孔的有效抽采半径较小，可能需要更密集的钻孔布置来达到理想的抽采效果。而顺层钻孔由于其更大的抽采半径，可能允许更大的钻孔间距，从而节省了钻孔成本和施工时间。 这项研究为煤矿瓦斯抽采提供了宝贵的理论依据，对于优化抽采设计、提升瓦斯抽采效率以及确保煤矿安全生产具有积极的推动作用。其研究成果不仅对我国煤矿的安全管理有直接的指导意义，同时也对全球矿业领域的瓦斯治理技术发展提供了参考。