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黄岩汇煤矿高抽巷抽采瓦斯技术的深度剖析与优化策略

一、引言

1.1研究背景与意义

煤炭作为我国重要的能源资源，在能源结构中占据着举足轻重的地位。在煤炭开采过程中，瓦斯灾害是威胁煤矿安全生产的主要因素之一。黄岩汇煤矿作为煤炭生产的重要基地，其瓦斯治理工作至关重要。瓦斯不仅会导致瓦斯爆炸、瓦斯突出等严重事故，威胁矿工的生命安全，还会影响煤炭的开采效率和质量。因此，有效治理瓦斯对于黄岩汇煤矿的安全生产和高效开采具有重要意义。

高抽巷抽采瓦斯技术作为一种有效的瓦斯治理手段，在黄岩汇煤矿得到了广泛应用。该技术通过在煤层上方的合适位置布置高抽巷，利用采动裂隙的发育和瓦斯的流动特性，将邻近层和采空区的瓦斯抽出，从而降低工作面的瓦斯浓度，保障安全生产。高抽巷抽采瓦斯技术的应用可以提高瓦斯抽采率，减少瓦斯对开采的影响，实现煤炭的高效开采。同时，抽出的瓦斯还可以进行综合利用，如发电、供热等，提高资源利用率，减少环境污染。

1.2国内外研究现状

国内外学者对高抽巷抽采瓦斯技术进行了大量研究。在国外，美国、澳大利亚等产煤大国在瓦斯抽采技术方面处于领先地位，他们通过先进的监测设备和数值模拟技术，对高抽巷的布置参数、抽采效果等进行了深入研究，取得了一系列成果。例如，美国的一些煤矿采用先进的定向钻进技术，实现了高抽巷的精准布置，提高了瓦斯抽采效率。

在国内，众多科研机构和高校也对高抽巷抽采瓦斯技术进行了广泛研究。研究内容涵盖了高抽巷的布置层位、合理间距、抽采负压等多个方面。一些学者通过理论分析、数值模拟和现场实测等方法，对高抽巷的抽采机理和效果进行了深入探讨，为该技术的应用提供了理论支持。例如，中国矿业大学的研究团队通过数值模拟，研究了不同地质条件下高抽巷的最佳布置位置，为实际工程提供了参考。然而，现有研究在针对黄岩汇煤矿具体地质条件和开采工艺的高抽巷抽采瓦斯技术研究方面还存在不足。黄岩汇煤矿的煤层赋存条件、地质构造等具有一定特殊性，需要结合实际情况进行针对性研究，以进一步优化高抽巷抽采瓦斯技术，提高瓦斯治理效果。

1.3研究内容与方法

本文主要研究黄岩汇煤矿高抽巷抽采瓦斯技术，具体内容包括：

技术原理：深入分析高抽巷抽采瓦斯的技术原理，包括采动裂隙的发育规律、瓦斯的运移机理等，为后续研究奠定理论基础。

应用现状：详细了解黄岩汇煤矿高抽巷抽采瓦斯技术的应用现状，包括高抽巷的布置方式、抽采设备、抽采效果等，找出存在的问题。

面临问题：分析黄岩汇煤矿高抽巷抽采瓦斯技术面临的问题，如抽采效率低、瓦斯浓度不稳定等，并探讨其原因。

优化措施：针对存在的问题，提出优化高抽巷抽采瓦斯技术的措施，如优化高抽巷的布置参数、改进抽采设备等，提高瓦斯抽采效果。

在研究方法上，本文采用了以下几种方法：

数值模拟：利用数值模拟软件，对黄岩汇煤矿高抽巷抽采瓦斯过程进行模拟，分析采动裂隙的发育规律和瓦斯的运移特性，为高抽巷的布置提供依据。

理论分析：运用瓦斯地质学、岩石力学等相关理论，对高抽巷抽采瓦斯的技术原理和影响因素进行分析，为技术优化提供理论支持。

现场实测：在黄岩汇煤矿现场进行实测，获取高抽巷的抽采数据，如瓦斯浓度、抽采量等，验证数值模拟和理论分析的结果，为技术改进提供实际数据支持。

二、黄岩汇煤矿地质与瓦斯赋存条件

2.1煤矿地质概况

黄岩汇煤矿位于山西省昔阳县县城西南约3.0km的巴洲村附近，与巴洲村隔河相望，井田南北长0.1-4.0km，东西宽2.1-5.1km，井田面积15.07km2。其开拓方式为斜井开拓，采用综采放顶煤采煤方法，通风方式为中央并列式，设计生产能力90万t/年，批准开采煤层有8#、9#、12#、15#煤层，批准开采深度893-485m，煤炭资源量9505.7万t，保有可采储量5576.9万t。

该煤矿地层主要由老到新出露有奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组以及第四系全新统。含煤地层主要为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，其中太原组是主要的含煤地层，厚度一般在100-120m左右，含煤10-15层，煤层总厚度10-15m，含煤系数10%-12%；山西组厚度一般在40-60m左右，含煤3-5层，煤层总厚度3-5m，含煤系数7%-8%。

从构造方面来看，黄岩汇煤矿位于沁水煤田阳泉煤炭国家规划矿区东北部，太行山的西翼。井田总体构造形态为一走向近南北、倾向西的单斜构造，地层倾角一般在5°-15°之间。井田内断层较为发育，主要为正断层，走向以南北向和东西向为主，落差一般在0-30m之间，这些断层对煤层的连续性和完整性有一定影响，在开采过程中需要特别注意。褶皱构造相