煤炭科学技术

作者：舒龙勇, 张元龙, 宋鑫, 凡永鹏, 李阳,

关键词：特厚煤层, 动态裂隙区, 定向长钻孔, 卸压瓦斯, 上隅角,

不同于我国中东部高瓦斯和突出矿区，西部矿区单一厚及特厚煤层回采工作面采动卸压瓦斯涌出量大且主要来源于本煤层，若按传统观点将采动覆岩卸压瓦斯抽采钻孔布置于裂隙带中，抽采浓度虽大但上隅角瓦斯很难得到有效控制。为研究西部矿区单一特厚煤层综放工作面顶板定向长钻孔最优布置区域，基于永陇矿区某矿特厚煤层综放工作面，运用理论分析、数值模拟及现场工程实践相结合的方法，研究了特厚煤层综放采场顶板覆岩结构，探讨了工作面后方顶板覆岩存在垮落−裂隙动态发育特征，提出了特厚煤层采动覆岩稳定前存在低位动态垮落区和低位动态裂隙区，通过理论分析和数值模拟相结合的方法，确定了低位动态裂隙区为单一特厚煤层顶板走向定向长钻孔最优布置区域，并通过工程实践进行了合理性验证，探讨了低位动态裂隙区范围与煤层开采厚度、覆岩岩性、直接顶关键层层位、煤岩层倾角及工作面回采速度等影响因素之间的关系。现场工程实践表明：基于低位动态裂隙区范围对定向长钻孔布置参数进行优化调整后，在缩减3个钻孔，整体钻孔工程量减少28.7%的情况下，实现了风排瓦斯平均下降4.4%，平均单孔卸压瓦斯抽采效率提升75.7%，上隅角瓦斯体积分数最高仅为0.48%的抽采效果。单一特厚煤层综放开采条件下，将顶板定向长钻孔布置于低位动态裂隙区内，可保证足够的有效抽采长度，同时精准高效抽采采动卸压瓦斯，降低工作面瓦斯超限风险。研究成果丰富了采动覆岩卸压瓦斯抽采理论和技术体系，可为解决西部矿区单一特厚煤层综放开采工作面上隅角瓦斯超限问题提供一定的理论与技术支撑。

来源：2025年第7期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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