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大直径钻孔预测与瓦斯突出可行性的理论研究

胡鹏华  
【摘要】: 我国煤与瓦斯突出预测分为区域预测和工作面预测。在工作面预测方面,钻屑量指标法作为一种综合反映煤体应力、瓦斯压力和煤的物理力学性质的指标,在煤矿预测煤与瓦斯突出中得到了广泛的应用。目前在突出预测中,普遍采用Φ42mm钻孔预测煤与瓦斯突出。Φ42mm钻孔预测煤与瓦斯突出好处在于安全可靠。高瓦斯区域打钻时喷孔、顶钻、卡钻现象随孔径的增大而变得严重,Φ42mm钻孔由于钻径小而比较安全。Φ42mm钻孔不足之处是效率低。目前现场采用Φ42mm钻孔预测后,更换掘进施工钻具采用Φ89mm钻孔对瓦斯进行抽放。增加了工序,降低了排放瓦斯效率。 本论文提出了在低突出区域直接采用Φ89mm卸压孔代替Φ42mm预测孔预测煤与瓦斯突出。以平煤十矿己15-24060煤巷掘进钻孔工作面为基础,使用有限元软件编制了三维有限元模型,对不同地应力条件下钻孔方案进行了模拟计算,得出了在不同地应力条件下两种钻孔的应力变化数据。并采用SPSS软件进行了数据分析,最后在现场进行了测量验证。 通过上述试验得出结果,Φ89mm直径钻孔不仅在预测工作面突出危险方面能起到与Φ42mm直径排放钻孔同样的使用效果,同时还具有Φ42mm直径钻孔无可比拟的操作简便、使用灵活,提高掘进效率的优点。这一措施对于高瓦斯生产矿井煤巷工作面预测煤与瓦斯突出和防治工作提供一个有益的参考。


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