高位钻孔优势抽采区分布规律研究.pdf

工矿自动化 I n d u st r y a n d Min e Au t o ma t io n 第45卷第7期 2019年7月 Vo l, 45 No . 7 Ju l. 2019 文章编号1671-251X201907-0102-07 DOI 10.13272/j. issn . 1671-251x . 2019010081 高位钻孔优势抽采区分布规律研究 胡彬强 陕西华彬煤业股份有限公司，陕西咸阳713500 扫码移动阅读 摘要为了提高煤矿高位钻孔抽采瓦斯效率，基于覆岩采动破坏理论和瓦斯运移特征，提出了高位钻孔 优势抽采区的概念，即位于冒落带和裂隙带之间的能够保证稳定高效抽采效果的区域。以下沟煤矿作为研 究对象，采用数值模拟及现场验证的方法确定了该矿ZF302采煤工作面的高位钻孔优势抽采区，并对其分 布规律进行了研究。研究结果表明,ZF302采煤工作面抽采优势区位于顶板垂高为34〜57 m的区域；抽采 优势区中，单孔瓦斯抽采量呈现出先升高、后平稳、再降低的趋势；当终孔高度位于70〜57 m区域时，单孔 瓦斯抽采量从0. 66 m3/min逐渐上升至1. 48 m3/min ,之后在高度57〜34 m区域内进入平稳区，单孔瓦斯 抽采量始终保持在1. 0 m3/min以上；高位钻孔终孔位置位于顶板垂高55〜65 m范围内时，优势抽采区的 抽采时间最长，单孔瓦斯抽采量最高；钻孔参数优化后，钻场钻孔数量从28个减少到18个，减少了 35.71； 日抽采量从26 00 g a s ex t r a c t io n; ex t r a c t io n in r o o f f r a c t u r e zo n e; ex t r a c t io n o f h ig h -lev el bo r eh o le; d o min a n t g a s ex t r a c t io n a r ea ; min in g mo d el o f r o o f o v er lyin g r o c k ma ss; f r a c t u r e zo n e h eig h t 0引言 随着采煤工艺的完善及回采设备的迭代更新， 我国煤矿，尤其是低瓦斯煤矿，单个工作面生产能力 和生产效率大幅上升。然而单产能力的提升也导致 了工作面上隅角瓦斯涌出量的增大，甚至会造成上 隅角瓦斯超限事故，制约了煤矿的安全高效回 采“切。针对采煤工作面上隅角瓦斯超限问题，我国 学者提出了高位巷抽采、高位钻孔抽采、仰角钻孔抽 采及采空区埋管抽采等治理措施倂幻，其中高位钻孔 抽采因施工简单、抽采效率高等优点在越来越多的 煤矿得到了应用，尤其是在瓦斯含量较低和单产较 大的低瓦斯工作面，高位钻孔抽采成为了最有效的 治理手段皈O 高位钻孔抽采又称为顶板裂隙带抽采，原理是 基于采场上覆岩层“O”型卸压圈理论，将抽采钻孔 布置在顶板因采动影响而形成的裂隙带内，达到最 大的抽采效果。因此，能否准确确定煤层覆岩裂隙 带的层位和高度成为制约高位钻孔的关键因素。 王青元等国基于瓦斯渗流特性及运移方程，运用 Co mso l-Mu lt iph ysic s软件对上覆采动裂隙的瓦斯 分布状态进行了模拟，得到了瓦斯压力随瓦斯抽采 的时空分布规律。陈磊等分别从施工成本、后期 维护、作业地点和抽采效果等方面对高位钻孔抽采 和采空区埋管抽采工艺进行了对比，并认为高位钻 孔抽采瓦斯在各个方面均具有极大的优势。 杨玉静等⑷采用连续介质力学和损伤介质力学的方 法对煤层上覆岩体的应力及破坏分布规律进行了分 析，并采用 RFPA（Ro c k Fa ilu r e Pr o c ess An a lysis, 岩石破裂过程分析）软件与理论结合的方法初步确 定了祁南煤矿714工作面上覆岩层裂隙区的法向分 布规律。孙荣军等页在传统高位钻孔抽采的基础 上,融合预抽钻孔，并改进了施工工艺，弥补了传统 高位钻孔抽采所造成的盲区。张晓磊等也认为准确 分析出“O”型圈的分布范围及冒落带高度是保证高 位钻孔的施工质量及抽采效率的关键，并基于离散 元软件UDEC分别建立了工作面走向和倾向的数 值模型，分别计算了裂隙带高度和宽度。以上研究 多数是针对如何确认顶板裂隙带和冒落带高度，而 对基于瓦斯运移规律来探寻高位钻孔抽采优势抽采 区的研究相对较少。实际上，在高位钻孔抽采过程 中，由于“覆岩三带”的分布特性和瓦斯运移的局限 性，顶板裂隙带内会存在一个明显的优势抽采区，具 有更高的抽采效率。为此，本文在前人研究的基础 上，以下沟煤矿作为研究区域，采用COMSOL Mu lt iph ysic s模拟软件构建了顶板上覆岩体采动模 型，结合裂隙带高度的计算公式及现场实测数据，确 定了 ZF302工作面的高位钻孔优势抽采区的范围， 并进行了现场验证。 1顶板裂隙带与优势抽采区 大量的理论研究表明，随着采煤工作面的推进， 工程扰动会造成工作面周边岩体应力重新分布，相 继引起上覆岩体的破裂、离层、垮落，并在工作面上 方及后方沿垂直方向依次形成弯曲下沉带、裂隙带 和冒落带,而在水平方向依次形成煤壁支撑影响区、 离层区、重新压实区，裂隙带便是高位瓦斯抽采的关 键区域口，1。口，空间分布如图1所示。 图1采煤工作面上覆岩层沿工作面推进方向的分区 Fig . 1 Zo n in g o f o v er lyin g r o c k st r a t u m a lo n g w o r k in g f a c e a d v a n c in g d ir ec t io n o n c o a l f a c e 依据瓦斯的运移特征，采空区“三带”形成以后， 受工作面风流影响，煤层内释放出来的瓦斯会逐步 向采空区内及煤层顶板冒落带和裂隙带内运移。因 为瓦斯密度小于空气密度，游离瓦斯会在上覆岩层 一定范围内呈现出自下而上浓度逐渐升高的瓦斯层 状富集区。而煤层采空区自冒落带至弯曲下沉带， 岩体裂隙发育程度逐渐降低，在相同抽采负压下，抽 采能力就会逐渐减低，主要表现为抽采混合量的减 少。因此，位于裂隙带顶部的瓦斯，虽然浓度较高， 但由于卸压程度较低，所以抽采混合量和瓦斯量均 相对较小;位于冒落带上部的瓦斯，虽然因为卸压充 分而形成了较大的抽采混合量，但是瓦斯浓度普遍 较低，瓦斯抽采量也较低，甚至可能出现零瓦斯浓度 的无效钻孔；而位于裂隙带与冒落带之间的某个区 域，由于岩体卸压充分且具有较高的瓦斯浓度，会形 成良好的瓦斯抽采区，也就是高位抽采的优势区域。 因此，可以定义优势抽采区即是位于冒落带和裂隙 104 工矿自动化2019年第45卷 带之间的能够保证稳定高效抽采效果的区域。 2顶板裂隙带高度确定方法 2. 1 裂隙带确定方法 若要确定高位钻孔优势抽采区，首先需要确定 顶板裂隙带和冒落带的高度。煤层顶板裂隙带的确 定方法有很多种,一般采用经验公式法、现场实测法 和数值模拟法等。 2. 1.1经验公式法 经验公式法一般采用建筑物、水体、铁路及主 要井巷煤柱留设与压煤开采规程或矿井水文地质 规程中所规定的经验公式式1来计算导水裂隙 带高度 ■Hu 100M a 另M h 1 式中M为工作面平均采高,mia,b为经验系数，与 上覆岩层岩性和工作面采高有关。 2.1.2现场实测法 现场实测法分为巷道观测法和钻孔观测法等。 巷道观测法是通过在采空区开挖巷道多“三带”进行 宜接的观察;钻孔观测法是通过向观测钻孔注水，然 后观测每段钻孔的漏失量来判断裂隙带的范围。 2.1.3数值模拟法 数值模拟法就是遵循岩石力学的基础理论，依 据不同的煤层覆岩条件，采用不同的本构关系及破 坏准则构建数值模型来模拟应力、应变和覆岩顶板 裂隙的时空发展规律匚毎⑷。常用软件有UDEC、 RFPA、An sys 等。 现场实测法因施工成本过高且测试结果不稳 定,在煤矿已很少使用。所以，本文采用经验公式法 和数值模拟法相结合的方法来确定下沟煤矿采煤工 作面的裂隙带范围。 2. 2 研究区概况 下沟煤矿隶属于陕西华彬煤业股份有限公司， 大地构造位置位于彬长矿区南部大佛寺向斜东端南 翼，地层走向为东西向，向北倾斜;矿井设计生产能 力为3. 0 Mt /a ,主采4号煤层，平均埋深为350 m, 顶底板岩性多为细砂岩，煤层倾角为0〜28,煤厚 为9. 70〜18. 50 m,平均厚度为12. 5 m,赋存稳定； 煤层最大瓦斯含量为3. 54〜4. 68 n /t ,瓦斯压力 为0.18〜0. 20 MPa。研究区域ZF302工作面采煤 方法为走向长壁法，一次采全高，平均开采厚度为 11.5 m,平均产量为6 148 t /d；顶板管理方法为全 部垮落法;矿井采用分源预测法预测到该工作面总 涌出量为61. 24 m3/min ,其中85来自临近层与采 空区，正常回采过程中，随着工作面的推进，大量的 瓦斯会涌入工作面,造成瓦斯超限，影响矿井正常生 产。下沟煤矿4号煤层顶底板岩性见表1。 表1 4号煤层顶底板岩性 Ta ble 1 Lit h o lo g y o f r o o f s a n d f lo o r s in No . 4 c o a l sea m 岩石名称 厚度/H1 岩性描述 粉砂岩 0. 82 粉砂岩，灰色，含植物碎片 泥质砂岩 6.47 浅棕灰色,含粉砂岩互层 细砂岩 9. 55 灰色粉砂岩及浅灰色粉砂岩互层 煤层 12.50 黑色，条痕黑褐色，含差状断口 铝制泥岩 3.87灰色、深灰色，含植物根部化石 细砂岩 7.69 浅棕灰色,次为暗色岩屑，块状 ZF302工作面顶板普遍为细砂岩，工作面平均 采高为11.5 m,因此，可以采用中硬覆岩的破碎带 与裂隙带的计算公式来计算顶板破碎带和裂隙带的 最大高度,计算公式如式2、式3所示。 100M 4.7M19 192 Hm Hu 鸞皿 士 5. 6 3 1. 0 2jM3. 6 式中H“为顶板破碎带的最大高度,m。 由式2和式3可得,ZF302工作面顶板破碎 带和裂隙带的最大高度分别为13. 54〜17. 94 m和 46. 67〜57. 87 mo 2.3 上覆岩层裂隙发育数值模拟 2.3.1顶板覆岩变形破坏机理 采煤工作面顶板覆岩采后变形过程本质上是围 岩在采矿空间边界处力的释放、围岩应力的再分布 及新的力学平衡关系建立的过程匚则，图2对该过程 进行简单描述。如图2a 所示，在工作面进行回采 之前，顶板岩层的自身重力均匀地作用于煤层，形成 了一种应力平衡状态。覆岩压力是覆岩厚度和覆岩 密度的正比例函数，随着覆岩厚度和覆岩密度的增 加而增加。采煤过程中，随着推进距离的增加，采空 区顶板因失去其支撑体而进入悬空状态，从而造成 工作面煤壁的应力集中，如图2b所示。随着悬空 体面积的不断扩大，其自身所受的重力和围岩应力 逐渐增大，基本顶最终会因支撑不足而处于拉应力 状态，其上覆地层因同时受到拱形力的效应而处于 水平挤压状态，造成工作面煤壁顶板岩层处于向工 作面内侧倾斜的拉扭应力状态，图2c 所示即为覆 岩应力分布状态椭球体。当煤层顶板作用力超过了 岩层自身的强度极限后，顶板覆岩便会产生垮落、离 层、张裂等变形和破坏,沿煤层顶板方向依次形成冒 2019年第7期胡彬强高位钻孔优势抽采区分布规律研究・105・ 落带、裂隙带和弯曲下沉带，如图2d 所示。随着 则岩体所充填、压实，逐渐进入稳定状态，如图2e 煤层顶板上覆岩体的垮落，采空区会被冒落的不规 所示。 e 采后顶板变形破坏示意 \\ t”备曲下沉带 芦裂隙带 「冒落带 图2 采后煤层顶板岩层变形与破坏过程 Fig . 2 Def o r ma t io n a n d f a ilu r e pr o c ess o f r o o f st r a t a a f t er min in g 2.3.2数值模型 研究煤层顶板覆岩移动规律，其本质就是研究 煤层上覆围岩的应力分布规律，因此，依据下沟煤矿 4号煤层顶底板岩性，采用COMSOL Mu lt iph ysic s 模拟软件构建了 ZF302工作面等尺寸的二维平面 应变问题数值模型，如图3所示。数值模型共计 17层，每层依据岩石特性赋予不同的物理力学性质 表2；模型尺寸为1 000 mX374. 06 m,共划分了 64 812个域单元和10 454个边界元;模型两侧采用 辐支护，底部为固定边界;模型受力仅考虑地层重力 的影响，并依据地层倾角进行了修正。 E . E . 也吨它一 毕酵囲避 IgIg 图3 ZF302工作面数值模型及网格划分 Fig . 3 Nu mer ic a l mo d el a n d mesh in g ma p o f ZF302 w o r k in g f a c e 表2岩层物理力学性质 Ta ble 2 Ph ysic a l a n d mec h a n ic a l pr o per t ies o f r o c k st r a t u m 序号 岩石名称 密度/k g・m-3 弹性模量/MPa 泊松比 粘结力/MPa 摩擦角/ 抗拉强度/MPa 1泥质砂岩2 4303 0000. 191. 2229.30. 80 2细砂岩2 46011 0000. 197.3330.91.03 34号煤1 3501 0000. 361.0521.00. 03 4铝质泥岩2 2803 0000. 231.2232.00. 38 5细砂岩2 46011 0000. 197. 3330.91.03 2. 3. 3模拟结果 随着工作面推进，煤层顶板应力重新分布，上覆 岩体受采动影响发生变形破坏，分别形成弯曲下沉 带、裂隙带和冒落带。根据COMSOL Mu lt iph ysic s 模型，得到沿煤层倾向的最大主应力分布云图及煤 层法向高度的应力趋势，如图4、图5所示。 工作丽頤向耶海/m ①一弯曲下沉带;②一裂隙带;③一冒落带； A原岩应力区;B应力缓慢降低区;C应力平稳区;D应力降低区 图4 ZF302 I作面采后主应力分布云图 Fig . 4 Ma in st r ess d ist r ibu t io n c lo u d ma p o f ZF302 w o r k in g f a c e a f t er min in g 0 就 30 40 轴 70 跚 90 LW 腿向高度 图5 ZF302工作面法向高度主应力趋势 Fig . 5 Ma in st r ess t r en d en c y in t h e n o r ma l d ir ec t io n h eig h t o f ZF302 w o r k in g f a c e 从图4可看出，工作面开采后，煤层顶板法向范 围内出现不同程度的应力集中。应力分布近似为 “马鞍”型，距离工作面越近，集中程度越高，随着垂 高的增长，主应力逐渐降低，最终过渡到原岩应力 状态。 106 工矿自动化2019年第45卷 从图5可看出，在顶板法向咼度0100 m范围 内，煤层上覆岩体主应力随着距离的增加逐渐降低。 0〜15 m范围内，主应力急剧下降，煤层顶板在高应 力状态下造成大面积破坏，并在煤层开采后形成坍 塌；随着高度的增加，逐渐减小的主应力对岩体的破 坏程度也逐渐降低，15〜50 m范围内，上覆岩体主 应力虽有所波动，但总体呈现出稳定状态，应力扰动 会造成岩层破碎形成裂缝，成为富集瓦斯的裂隙带; 50〜100 m范围内，冒落岩石和裂缝区域被上覆岩 层逐渐压实,导致离层裂隙和穿层裂隙逐渐闭合，主 应力进一步降低，逐渐进入原岩应力状态。考虑到 足够的容错系数，冒落带最大高度可取值为15〜 25 m,裂隙带的最大高度取值为35〜65 m。 2.4 数据对比及钻孔参数确定 综合对比经验公式和数值模拟计算的冒落带和 裂隙带最大高度，并取平均值可得ZF302工作面最 大高度可取值为14. 27〜21. 47 m,裂隙带的最大高 度取值为40. 84〜61. 44 m,即顶板裂隙带位于顶板 垂高21. 47〜61. 44 m的范围内。 3优势抽采区分布规律分析 为了考察顶板裂隙带不同垂高范围的瓦斯抽采 效果，确定优势抽采区，在ZF302工作面回风巷内 施工了一组高位钻孔，如图6所示，对高位钻孔瓦斯 抽采进行了考察。 g _____ __________________________ 顶板 煤层 ZF302|30Om I ZF302进风巷 回风巷 图6 ZF302工作面钻场布置 Fig . 6 La yo u t o f d r ill sit e f o r ZF302 w o r k in g f a c e 3. 1 钻孔布置 为了减少钻场及岩石钻孔的变形，将钻场布置 在距工作面煤层顶板垂高2 m以上并内错于回风 巷内部30 mo选择煤层顶板垂高为2565 m的区 域作为试验区，将该区域每10 m划分一个阶段, 每个阶段按方位角的不同布置5个钻孔，共计25个 钻孔，施工完成后，为每个钻孔安装了抽采数据传感 器。高位钻孔施工参数见表3,钻孔终孔位置与工 作面空间分布如图7所示。 图7描述了钻孔终孔高度与工作面推进速度的 空间位置,其关系可用式（4）表示。 Hz H 一 -w Zt a n a （4） 式中为钻孔终孔法向高度,m；H为钻孔开孔时 法向高度,m；a为钻孔倾角，（） ;◎为工作面推进速 度,m/d；2为工作面推进天数,d。 表3高位钻孔施工参数 Ta ble 3 Co n st r u c t io n pa r a met er s o h ig h -lev el bo r eh o les 序号钻孔倾角/（）方位角/（） 孔深/m孔径/mm垂高/m 133-9--12128〜13213365 229-9--12123〜12813355 324-9--12119〜12413345 4199--12116〜12113335 5149--12113〜11813325 顶板 、 H 鰹 - 隸 口 口耳号一 了一 4 4 一 5 5 钻场 a 推进速度“ 煤层 钻场距工作面的距离厶 图7钻孔终孔位置与工作面空间分布 Fig . 7 Lo c a t io n o f bo r eh o le bo t t o m a n d spa t ia l d ist r ibu t io n o f w o r k in g f a c e 3. 2 瓦斯抽采优势区分析 3. 2. 1钻孔动态终孔高度 高位钻孔普遍位于煤层顶板一定范围内，并且 与煤层顶板会有一定的倾角。随着工作面的推进, 钻场内钻孔的终孔高度会随着工作面的推进而动态 变化。 3.2.2瓦斯抽采与终孔高度的关系 随着钻孔终孔高度的降低，钻孔瓦斯浓度呈现 出先降低、后平稳、再降低的趋势，瓦斯体积分数随 终孔高度的变化曲线如图8所示。由图8可知，当 钻孔位于顶板高度70〜58 m区域时，瓦斯体积分 数从44逐渐降低至21,然后进入平稳区，期间 瓦斯体积分数稳定在20左右，之后在顶板高度 29 m处，瓦斯体积分数开始下降，并在20 m处降低 至1以下。 图8瓦斯体积分数随终孔高度的变化曲线 Fig . 8 Va r ia t io n , c u r v es o f g a s c o n c en t r a t io n w it h h eig h t o f bo r eh o le bo t t o m 2019年第7期胡彬强高位钻孔优势抽采区分布规律研究・107・ 钻孔抽采混合量呈现出与瓦斯浓度相反的趋 势，钻孔抽采混合量随终孔高度的变化曲线如图9 所示。在顶板高度70〜57 m区域内，钻孔抽采混 合量从1. 65 m3/ min急速升高至7. 05 n /min ,然 后进入缓慢增长阶段，并持续到30 m高的区域，在 顶板高度34 m处进入平稳区，稳定在9. 5 m3/mino 寧觸 7 2 . 7 2 . 孔孔孔 旳号号 1 1 勺一 3 3 速 70 fiU 铀 40 It 2IJ 1] 0 终孔距顶板高度/■m 图9抽采混合量随终孔高度的变化曲线 Fig . 9 Va r ia t io n c u r v es o f ex t r a c t io n mix in g v o lu me w it h h eig h t o f bo r eh o le bo t t o m 由瓦斯运移规律和煤层顶板采空区“三带”理论 可知，在弯曲下沉带内，瓦斯浓度较高，抽采混合量 较小;在冒落带内，瓦斯浓度较小，抽采混合量较大。 因此，通过瓦斯浓度和抽采混合量的变化趋势可以 确定,ZF302工作面的顶板高度为34〜57 m的区域 就是其高位钻孔瓦斯抽采优势区。 3.2.3瓦斯抽采优势区 抽采瓦斯纯量是瓦斯浓度和抽采混合量相互影 响的结果，是衡量抽采效果的最直接因素。 瓦斯抽采量随钻孔终孔高度变化曲线如图10 所示，从图10可看出，单孔瓦斯抽采量呈现出先升 高、后平稳、再降低的趋势。当终孔高度位于70〜 57 m区域时，单孔瓦斯抽采量经历一个上升期，从 0. 66 m3/min逐渐上升至1. 48 m3 /min；之后在高 度57〜34 m区域内进入平稳区，单孔瓦斯抽采量 始终保持在1. 0 m3/n iin以上；而当终孔高度低于 30 m之后，单孔抽采量进入降低区，急速降低至 0.1 m3/mino这种趋势再次验证了顶板高度为 34〜57 m的区域是ZF302工作面瓦斯抽采优势区。 2.0 50 切 34J I 业 U 终孔距顶板高度伽 升题区罕稳区 降低区 *・・・ ,* X *■ *・ L L L L L L L L L L 孑孑孑孑孑 - M z 占 b n U n U n b n U n U n tt 号号号号 j T 4 j T 4 3 4 5 3 4 5 图10瓦斯抽采量随钻孔终孔高度变化曲线 Fig . 10 Va r ia t io n c u r v e o f g a s ex t r a c t io n v o lu me w it h h eig h t o f bo r eh o le bo t t o m 3.3 高位钻孔施工参数优化 由图10可见，因为初始终孔高度的差异，单孔 瓦斯抽采量呈现出不同的变化趋势，钻孔位于优势 抽采区的时间也有所不同，总体上呈现出初始位置 越高，优势抽采时间越长、单孔瓦斯抽采量越高的 趋势。 为了比较不同终孔高度钻孔的抽采能力，统计 了试验钻场内所有钻孔在抽采期间内的瓦斯抽采总 量。试验钻场单日抽采瓦斯量为26 686. 15 n ,单 钻孔组单日最大的抽采量为8 012. 35 m3,占钻场总 抽采量的30，最小抽采总量为1 602. 55 m,仅占 钻场总抽采量的6。钻孔组抽采总量对比如图11 所示，钻孔组抽采量随着距离煤层顶板的垂直高度 的增加而增加，抽采量最大的钻孔组终孔位置位于 距顶板垂高65 m区域；抽采量最小的钻孔组终孔 位置位于距顶板垂高25 m区域。 图11钻孔组抽采总量对比 Fig . 11 Co mpa r iso n o f t o t a l d r a in a g e v o lu me in d r illin g g r o u p 通过以上分析可知，钻孔最佳终孔高度应该位 于顶板上部55〜65 m范围内，使钻孔位于优势抽采 区的时间尽可能长，以实现高位钻孔的高效抽采。 3.4优化结果验证 依据3. 3节的钻孔优化参数，在ZF302工作面 施工了验证钻场。钻孔参数优化前后抽采效果对比 见表4。 表4钻孔参数优化前后抽采效果对比 Ta ble 4 Co mpa r iso n o f d r a in a g e ef f ic ien c y bef o r e a n d a f t er d r illin g pa r a met er s o pt imiza t io n 参数优 化前后 钻孔数 平均瓦斯体 积分数/ 平均单孔瓦斯流 量/廿・min -1 日平均抽 采量/凶 优化后189.81. 19 31 046.4 优化前28 3 0. 6526 008.75 从表4可看出，钻场内钻孔数从原来的28个减 少到了 18个，终孔位置均位于顶板高度5565 m； 钻场内钻孔平均瓦斯体积分数从 3上升到 9.8,提高了 18. 07 ；平均单孔瓦斯流量从 108 工矿自动化2019年第45卷 0. 65 n /min上升到 1. 19 m3 /min,提高了 85. 69 ； 钻场单日瓦斯抽采量从26 00 75 m3提升到 31 046.4 n ,单孔抽采能力提升了 19.37。 4结论 1 在原有顶板裂隙带的基础上，提出了高位 钻孔优势抽采区,该区域位于冒落带和裂隙带之间， 并能够保证稳定高效抽采效果。 2 通过经验公式、数值模拟及现场验证的方 法,确定了 ZF302工作面的优势抽采区为顶板高度 为34〜57 m的区域，钻孔最佳终孔位置位于顶板 高度5565 m范围。 3 依据优势抽采区优化后的钻场,钻孔从28个 减少到18个,减少了 35. 71,单日瓦斯抽采量从 26 00 75 m3 上升到 31 046. 4 m3,提升了 19.37。 4 该研究结果为煤矿高位抽采钻孔施工提供了 科学依据,提高了单孔抽采量,具有重要的经济价值。 参考文 献References [11张晓磊，程远平，王亮，等煤与瓦斯突出矿井工作面 顶板高位钻孔优化设计[J].煤炭科学技术,2014, 421066-70. 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