顺层瓦斯抽采钻孔封孔深度研究：以亭南矿为例

"该研究探讨了全煤巷道顺层瓦斯抽采钻孔的合理封孔深度，通过FLAC3D模拟分析了煤巷开挖后围岩的塑性区和垂直应力分布，结合钻屑法和钻屑瓦斯解吸指标法的现场测试数据，确定了应力分区范围，并验证了合理封孔深度应超过巷帮卸压带但小于应力峰值点深度的结论。最终，研究确定亭南矿的顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度为9米。" 全煤巷道顺层瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的重要技术之一，旨在有效抽取煤层中的瓦斯，降低矿井内的瓦斯含量，确保安全生产。封孔深度的选择对抽采效率具有决定性影响。本研究以提高亭南矿顺层钻孔抽采瓦斯的效率为目标，深入探讨了合理封孔深度的问题。 首先，研究人员运用FLAC3D软件进行了数值模拟，模拟了煤巷开挖后周围岩石的塑性区和垂直应力分布状态。FLAC3D是一种常用的三维离散元法程序，常用于地质力学分析，能准确模拟复杂地质条件下的应力变化。通过Tecplot软件处理模拟结果，获取了巷帮煤岩在不同深度的垂直应力分布曲线，这些曲线对于理解巷道周围应力场的变化至关重要。 其次，研究结合了钻屑法和钻屑瓦斯解吸指标法的现场实测数据，这两种方法是评估煤层瓦斯含量和应力状态的常用手段。钻屑法通过分析钻孔过程中产生的钻屑来判断煤层的破坏程度和瓦斯解吸情况；钻屑瓦斯解吸指标法则通过测量钻屑中瓦斯的释放速率来估计瓦斯含量。通过对这些数据的分析，研究确定了全煤巷道的三个不同应力分区。 接下来，研究通过抽采效果验证了合理封孔深度的影响。合理封孔深度应确保钻孔能够穿透巷帮的卸压带或塑性区，这样可以有效地抽取出这部分区域积聚的瓦斯。然而，封孔深度不能过大，否则会进入高应力区，可能导致钻孔密封不严，影响抽采效果。经过实验和分析，研究得出亭南矿的顺层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度为9米。 这一研究成果不仅对亭南矿的瓦斯治理提供了具体的指导，也为其他类似矿井提供了理论依据和技术参考。合理封孔深度的确定有助于优化抽采工艺，提高瓦斯抽采效率，减少矿井瓦斯事故的风险，从而保障煤矿的安全生产。未来的研究可以进一步探讨不同地质条件和煤层特性下合理封孔深度的适应性，以便更好地服务于矿井瓦斯治理实践。