[发明专利]基于采动裂隙圆矩梯台带的瓦斯抽采方法

摘要

本发明涉及基于采动裂隙圆矩梯台带的瓦斯抽采方法。通过分析采动裂隙带动态演化特征、力学机理及影响因素，得出切眼侧带宽大约为初次来压步距，工作面侧带宽在2～3倍周期来压步距间变化，进风巷及回风巷附近带宽约为0.7～0.8倍初次来压步距，内外梯台面的高度受制于关键层层位及所形成砌体梁结构的变形、破断和失稳形态，从而确定采动卸压瓦斯抽采钻孔终点的布置参数，通过现场效果检验，证明了将瓦斯抽采钻孔布置在采动裂隙圆矩梯台带中，能大幅度提高瓦斯抽采浓度，从而实现了工作面采煤与连续抽采卸压瓦斯同步推进，得出高瓦斯煤层开采煤与瓦斯共采机理，形成了基于采动裂隙圆矩梯台带中的抽采方法。

主权项

一种基于采动裂隙圆矩梯台带的瓦斯抽采方法，当工作面推进到一定距离后，岩层层面离层裂隙和穿层破断裂隙相互贯通，在平行于煤层的平面上，进回风巷的上覆岩层裂隙区与切眼、工作面上覆岩层的裂隙区贯通，在一矩形框内存在有一定宽度的环状裂隙发育区域，在环形圈的中部是压实的裂隙，如工作面足够长，则可形成类似于经过圆倒角的矩形；在垂直于煤层的剖面上，覆岩岩层断裂位置由下而上依次内错，各岩层断裂位置的连线可近似为直线，且此直线与离层带在纵断面上的连线共线，在三维空间上则形成了采动裂隙发育的圆角矩形梯台带，简称采动裂隙圆矩梯台带；其特征在于：所述的方法包括以下步骤：（1）通过现场对煤层参数的实际调研，运用相似理论进行推导，根据配比计算公式计算出每个岩层中所有材料的总质量及某种材料的质量，计算每个岩层中所有材料的总质量G（kg），即G=(lwhγm×103)/g   （1）式中：γm—模型材料的容重，此处γm=15.7kN/m3；g—重力加速度，g=9.8N/kg；l、w、h—模型长度、宽度、高度，m。计每层中需要某种材料的质量mi（kg），即mi=G×Ri   （2）式中：Ri——某料在每层中的比例，由配比号计算确定；使其能够满足实验要求的配比，用此搭建模型，开展物理相似模拟实验，通过实验得到内外椭抛面高度h1、h2；（2）利用FLAC3D有限差分数值模拟软件结合现场实际参数进行数值计算，得采动裂隙圆矩梯台带的高度、切眼侧带宽、进风巷及回风巷附近带宽；（3）对物理相似模拟及数值模拟的结果进行分析，并结合建立的采动裂隙圆矩梯台带模型，可确定瓦斯抽采钻孔的合理参数，实施采动过程中的瓦斯抽采。