为了防止常村矿2103工作面上隅角瓦斯超限,基于"O"形圈理论以及采空区上覆岩层裂隙发育规律,提出在其顶板布置高抽巷抽采采空区瓦斯,采用理论计算与数值模拟相结合的方法分析预测采空区上覆岩层裂隙发展规律,确定了裂隙发育带范围为22.9～36.6m;并通过现场测试单孔瓦斯抽采量与工作面的推进关系得到裂隙发育带范围为23.3～38.9m,验证了理论计算与数值模拟结果的正确性。为防止高抽巷被破坏,选取距离冒落拱的安全保险高度为1.5倍采高,将高抽巷层位设计为31.5～36.6m。

为了确定高抽巷的合理位置,进而保障矿井的安全开采,根据阳泉煤业集团和顺新大地煤业有限公司15201综采工作面的地质参数,结合瓦斯高抽巷的相关经验,确定了煤层开采过程中的关键层,采用导水裂隙带经验公式粗略估算出高抽巷的大致位置后,以UDEC软件对高抽巷的变形破坏情况进行数值模拟,最终确定了高抽巷的理想层位。分析结果表明,在走向高抽巷位于工作面9倍采高时,巷道顶底板移近量及两帮移近量都较小,巷道断面完整性较好。

采用FLUENT对于一缘煤矿150109工作面不同位置走向高抽巷抽放瓦斯效果进行数值模拟,确定出高抽巷最佳抽放位置即垂直方向距离工作面底板40 m,水平方向距离回风巷35 m,与工作面实际高抽巷位置相差不大。它能够有效地治理上隅角瓦斯超限,有利于工作面的高效生产。