瓦斯抽放钻孔布置间距的优化方法

瓦斯抽放钻孔布置间距的优化方法

瓦斯抽放是矿井安全生产中的重要环节，它主要是通过钻孔排泄矿井中产生的可燃有

害气体，以确保矿井内部空气质量符合国家标准。而钻孔的布置间距，直接影响瓦斯抽放

效果。本文针对瓦斯抽放钻孔布置间距的优化方法进行研究。

首先，为了确定一定距离内透气性能的指导原则，研究了瓦斯在煤层孔隙中的运移规律，得出了单个钻孔的透气半径计算公式，即：R=4.4√λD，其中R为半径，λ为煤层厚度与孔隙率的比值，D为煤层与围岩的渗透系数，该公式计算结果均在10m以内。此外还

需考虑瓦斯在煤与围岩间的迁移情况，通常在围岩裂隙较密实下，煤层中的瓦斯向围岩倾

斜运移，易导致瓦斯堆积，因此钻孔布置在煤层中心线处通常是不明智的。

其次，基于经典的点间值空间插值法，结合瓦斯抽放的实际需要，建立了基于克里金

插值法的瓦斯抽放钻孔布置间距优化模型，将关键参数包括成本和抽排效率纳入，定义成

本折算系数，从而更好地评估方案。具体实现过程如下：

（1）建立克里金插值函数，根据行业常规测量分析数据得到抽放效率变化范围的克里金插值函数，将其应用到单位区域内的六个点上进行优化决策。

（2）构建因果网络，以空气轨迹为中心进行专家采访，同时讨论成本、安全、工作效率等因素的影响，构建因果网络。

（3）制定方案，依据因果网络的结果，制定方案。可采用多种方法，比如按成本优先，按效率优先，等等。

（4）评估优化效果，基于实测数据对比预测结果和实际效果，确定方案优化效果，针对一些局限和难以预测的因素，保持向更为稳定方向的调节。

最后，本文选取了某矿井为案例进行验证，实验结果表明，使用克里金插值法优化布

置方案，可有效提高瓦斯抽放效率，使抽排范围内瓦斯浓度达到瓦斯安全标准，同时较大

范围内瓦斯动态监测数据与抽排范围内数据具有一致性。

综上所述，本文通过分析瓦斯在煤层孔隙中的运移规律、建立基于克里金插值法的优

化模型，验证了瓦斯抽放钻孔布置间距的优化方法，有助于提高煤矿中的瓦斯抽放效率，

确保矿工的生命安全。