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维普资讯 2006年12月 矿业安全 与环保 第33卷第6期 利用顶板冒落规律抽放采空区瓦斯的研究 程庆迎，黄炳香，李增华，王海峰，杨永 良 (中NgC3．k大学能源与安全工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州221008) 摘 要：为了给采空区走向高位瓦斯抽放钻孔的设计提供依据，采用相似模拟试验方法分析了采空 区顶板冒落规律、覆岩关键层的破断对采空区顶板冒落形态和采空区瓦斯的富集区域影响。依据瓦斯 富集区域、顶板的垮落角和周期来压(垮落)步距给出了顶板瓦斯抽放钻孔的终孔层位、钻场间钻孔的压 茬距离和抽放钻孔在倾向方向上控制范围的确定方法，并预测钻孔的抽放瓦斯效果。现场应用取得 了 良好的效果。 关键词：瓦斯抽放；采空区；顶板冒落；关键层；模拟试验 中图分类号：rrD7l2 ．6 文献标识码：A 文章编号：1008—4495(2006106—0054—04 高位钻孔抽放采空区瓦斯是经济可行的瓦斯抽 工作面走向长500m，倾斜长 140m；煤层倾角 3。 放新技术_】I3J，主要作用是以工作面采动压力形成 8o，厚度 1．8～2．0m，平均 1．9m。该阶段3煤层赋 的顶板裂隙作为通道来抽放瓦斯，并且减小上邻近 存较稳定，结构简单为两煤一矸，夹矸时有时无。3 层瓦斯涌向工作面的可能性，同时，对采空区下部的 煤上有0．5m厚的薄煤层 2煤；3煤之下的4煤层结 瓦斯起到拉动作用，减少采空区瓦斯向工作面的涌 构复杂，主要由三煤两矸组成，平均厚度 2．3m。工 出量和上隅角的瓦斯含量。采空区瓦斯抽放属于卸 作面距上邻近层2煤平均距离为 l8．16m；距下邻近 压瓦斯抽放，而瓦斯的卸压程度和富集区域受控于 层4煤平均距离为2．69m左右，距下部5，煤7．2m， 采空区顶板的冒落形态。在采空区瓦斯抽放的走向 距下部 5，煤9．8m。 高位钻孔设计中钻孔的终孔层位、钻场钻孔的压茬 1．2 顶底板岩层条件 距离、终孔位置与风巷的平距等均与采空区的冒落 直接顶多为 1．5—4．0m的灰黑色泥岩、砂质泥 形态密切相关。但在现场采空区瓦斯抽放设计中， 岩，固结性好，除断层带内岩石较破碎外，顶板较完 并没有充分考虑顶板的冒落规律，特别是钻孔问的 整。老顶多为灰黑一灰色砂质页岩、细一中粒砂岩。 压茬距离多根据经验确定。作者在研究采空区顶板 底板多为页岩。煤岩层的物理力学参数见表 1。 冒落的一般规律的基础上，给出了采空区瓦斯抽放 表1 煤岩层的物理力学参数 的设计方法。 1 工作面概况 以淮北岱河煤矿3煤3217炮采工作面为例说 明采空区走向高位瓦斯抽放钻孔的设计方法。 1．1 煤层赋存条件 3217工作面位于Ⅲ2扩采区轨道上山东翼，上 部以Ⅲ3214工作面采空区和Ⅲ3216机巷为界，东部 靠近岩墙以Ⅲ2扩采区边界为界 ，下部为未开采区。 收稿 日期 ；2006—02—23；2006—06—15修回 基金项目：中国矿业大学青年科研基金项 目(2005A001)； 教育部博士点基金项目(20050290503) 作者简介：程庆迎(19r7 )，女，辽宁铁岭人，在职博士 生，助教，从事煤矿安全与消防工程方面的研究。 · 54 · 维普资讯 2006年12月 矿业安全与环保 第 33卷第 6期 续表 1 压步距与顶板垮落角等特征量米反映．从模拟试验