低渗煤层大直径钻孔瓦斯抽采参数优化研究

针对低渗煤层瓦斯抽采存在预抽难度大的问题，提出大直径钻孔预抽能够降低低渗煤层瓦斯含量的方法。但由于低渗煤层对气固耦合效应影响敏感，抽采中渗透率变化过程不明确，导致大直径钻孔抽采参数设计依据不足。首先分析了低渗煤体渗透率演化的主控因素，建立了煤层瓦斯运移理论模型，模拟研究了大直径钻孔不同工况下对低渗煤体的瓦斯抽采效果，对比分析不同孔径、负压、孔间距下煤层瓦斯渗流规律。结果表明钻孔孔径越大造成的煤体卸压区越大，瓦斯抽采量越高，瓦斯残余含量也越小，但抽采效果增加幅度逐渐降低。负压越大瓦斯抽采量越大，但差别较小，因此负压对提升抽采效率影响较小。受渗透率演化的影响，不同钻孔间距下瓦斯抽采总量差别较大，在间距为3 m时，40～120 d阶段内抽采量最高，后期抽采量缓慢下降。间距5 m时抽采总量最高，抽采范围内的瓦斯残余含量降低较多。现场优化抽采后的瓦斯抽采纯量与模拟结果一致，表明了研究结论可靠。该研究结果可为煤矿井下大直径钻孔瓦斯抽采参数设计提供理论依据与应用参考。