采空區瓦斯地面定向鉆井抽采效果分析

郭向前，李 超，，張 奡，胡勝勇，劉應科，康建宏

(1.晉煤集團煤與煤層氣共采國家重點實驗室，山西 晉城 048000；2.山西藍焰煤層氣集團有限責任公司，山西 晉城 048000；3.太原理工大學 安全與應急管理工程學院，山西 太原 030024；4.中國礦業大學 安全工程學院，江蘇 徐州 221116)

煤炭是全世界最主要的能源之一，且長期占我國主要能源生產量和消耗量的70%以上[1]。我國90%以上煤礦的開采方式為地下井工開采，其中高瓦斯礦約占礦井總數的51%[2，3]。煤炭開采過程中瓦斯的大量涌出嚴重威脅了井下工作面生產安全，瓦斯氣體直接排放的空氣中還會造成溫室效應、環境污染和能源的浪費[4]。地面定向鉆井是一種新型高效的地面瓦斯抽采技術，能在工作面整個回采過程中有效抽采采空區瓦斯。可有效降低工作面瓦斯超限的威脅，并獲得濃度較高、可直接利用的瓦斯資源。

工作面回采過程中，不斷演化的采動裂隙場是采空區瓦斯滲流及賦存的基本條件，國內外學者針對采動裂隙場的演化、分布特征及其瓦斯運移開展了大量研究。劉天泉、錢鳴高、宋振騏[5-8]提出了采動影響下，上覆巖層移動的“橫三區”和“豎三帶”的理論。錢鳴高等[9]通過采用模型試驗、圖像分析、離散元模擬等方法，提出了長壁工作面上覆巖層的“O”形圈理論。李樹剛等[10]通過采用物理相似模擬及數值模擬試驗，提出了采動裂隙場的橢拋帶及其瓦斯升浮-擴散-滲流綜合控制模型。Palchik[11]研究了采動裂隙場的分布特征。袁亮等[12，13]運用數值計算等方法，提出了采動裂隙場內瓦斯運移的高位裂隙環形體模型?！?br>