煤炭科学技术

作者：周勇, 徐腾飞,

关键词：高位钻孔, 定向钻孔, 瓦斯治理, 层位布置, 裂隙分布,

随着矿井开采深度的延伸和开采强度的增大，瓦斯涌出问题日益凸显，成为制约煤矿安全高效生产的关键因素。顶板高位钻孔抽采煤岩裂隙带卸压瓦斯是解决矿井采空区瓦斯涌出问题的重要手段。定向钻孔具有抽采时间长、抽采效果好、抽采成本低等显著优势，采用顶板高位定向钻孔技术取代高位倾向钻孔进行瓦斯抽采，成为当前煤矿采空区瓦斯治理的主流趋势。为了解决乌达矿区高瓦斯矿井近距离煤层群瓦斯涌出治理难题，以乌达矿区黄白次煤矿9号煤层开采采空区瓦斯治理为研究背景，对顶板高位定向钻孔瓦斯治理技术进行了应用研究。采用理论分析、数值模拟和试验考察等手段，在分析覆岩采动裂隙分布和卸压瓦斯涌出运移规律基础上，重点对黄白茨煤矿020913工作面推进过程中1号—3号高位钻场不同层位钻孔瓦斯抽采与覆岩裂隙演化的耦合关系进行分析，从而确定了高位定向钻孔的合理布置层位。结果表明：2号高位钻场钻孔平均层位高度28.17 m时，钻孔能够保持较高的瓦斯抽采浓度（60%以上），与1号高位钻场钻孔平均层位高度29.22 m时瓦斯抽采效果基本一致；3号高位钻场钻孔平均层位高度23.25 m时，钻孔层位偏低，瓦斯抽采效果不佳，但是总体上优于1号高位钻场钻孔平均层位高度13.77 m时的瓦斯抽采效果。通过对比分析最终确定乌达矿区9号煤层回采工作面高位定向钻孔垂向层位布置在顶板25～30 m范围、倾向距离回风巷10～35 m范围时，钻孔处于裂隙圈发育范围内，顶板高位定向钻孔能够发挥最佳的抽采效果。本文研究成果为顶板定向长钻孔技术在乌达矿区的进一步推广应用奠定坚实基础。

来源：2025年第8期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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