沁源矿区邻近层瓦斯抽采优选策略：安全与经济效益分析

沁源矿区的煤炭开采面临一个重要问题，即邻近层卸压瓦斯的快速涌入对2#煤层回采工作面构成威胁。该工作面采用U形通风方式，这使得邻近层瓦斯释放的影响尤为显著。为确保安全生产，研究人员针对该区域的特定地质条件，探讨了不同的近距离邻近层瓦斯抽采方式，包括但不限于钻井抽采、巷道预抽等方法。 研究过程中，考虑了安全性，即如何在抽采过程中避免瓦斯爆炸或井下事故的发生；同时也注重经济性，评估各种方案的运行成本和经济效益。模糊数学理论被引入作为评价工具，它能够处理不确定性和多目标决策问题，帮助确定最优化的抽采策略。 通过对淮南矿业集团潘一矿的现场实践进行对比分析，发现钻井的布设位置对其稳定性有显著影响。在数值模拟中，采用FLAC3D岩土工程软件构建了一个550米×550米×550米的模型，模拟了工作面推进过程中钻井套管的受力情况。结果表明，靠近回风巷的钻井在工作面推进后承受的压力更大，易导致破坏，而布置在采区中部的钻井则相对稳定。 在实际应用中，设计了一种四开段井身结构的地面钻井，用于抽采采空区瓦斯。这项工程试验表明，钻井施工快速高效，抽采纯流量达到9.09立方米/分钟，有效降低了工作面的瓦斯涌出量，减少了上隅角的瓦斯预警，证明了瓦斯治理效果显著。然而，鉴于钻井受力不均的问题，结论是钻井应适当远离回风巷以确保井身的稳固。 沁源矿区的近距离邻近层瓦斯抽采策略需综合考虑安全性和经济性，并结合现场实践和数值模拟的结果进行优化，以实现高效的瓦斯管理，保障矿井的安全生产。参考文献中引用了前人关于综放开采空区瓦斯涌出的研究，这些研究成果为当前问题提供了理论基础。