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为进一步总结、凝练我国矿井瓦斯抽采防治成果，充分发挥科技期刊在服务创新驱动发展战略，发现和培养科技人才，弘扬科学家精神等方面的重要作用。《煤炭科学技术》邀请李树刚教授担任客座主编，林海飞教授担任客座编辑，策划组织2021年第5期“深部煤层瓦斯精准抽采” 专题。
王刚教授撰写题为《急倾斜煤层瓦斯钻孔有效抽采范围的精准确定》的论文，论文为了明确急倾斜煤层瓦斯抽采钻孔的有效抽采范围，合理布置抽采钻孔位置，以乌东煤矿43号煤层为例，利用数值模拟得到急倾斜煤层瓦斯钻孔有效抽采范围随时间变化规律，建立急倾斜煤层钻孔周围气体渗流单元模型，推导了急倾斜煤层有效抽采范围的数学模型并结合现场实测结果对数值模拟和数学模型进行验证，且平均相对误差率较小(均小于5%)。
个人简介
王刚，博士，教授，博士生导师，山东科技大学矿山灾害预防控制实验室副主任。现任山东省岩石力学与工程学会第八届理事会理事，中国岩石力学与工程学会会员，《煤田地质与勘探》杂志编委，《中国安全科学学报》《安全与环境学报》《西安科技大学学报》《山东科技大学学报》等杂志青年编委、《The International Journal of Coal Science and Technology》客座编辑。获评煤炭青年科技奖、煤炭杰出青年科技工作者、高校矿业、石油与安全工程领域优秀青年科技人才。
长期从事煤岩微观孔裂隙结构渗流理论、防灾工程应用的教学与科研工作。主持“山东省杰出青年科学基金”项目1项，国家自然科学基金面上项目2项、青年基金1项，国家重点研发计划子课题1项等10余项国家和省部级科研项目研究工作及40余项企业委托项目。获国家级教学成果二等奖1项，省部级一等奖4项（首位1项）、二等奖7项（首位4项）等35项省部级科研奖励。发表SCI、EI等收录90余篇，1篇入选“2017年中国百篇最具影响国际学术论文”。授权发明专利19项，美国和澳大利亚发明专利各1项。出版《煤体微观三维重构及其渗流特征》等专著3部，主编《地下工程通风与空气调节》等教材2部。
摘 要
为了明确急倾斜煤层瓦斯抽采钻孔的有效抽采范围，合理布置抽采钻孔位置，以乌东煤矿43号煤层为例，利用数值模拟得到急倾斜煤层瓦斯钻孔有效抽采范围随时间变化规律，建立急倾斜煤层钻孔周围气体渗流单元模型，推导了急倾斜煤层有效抽采范围的数学模型并结合现场实测结果对数值模拟和数学模型进行验证，且平均相对误差率较小(均小于5%)。数值模拟结果显示：与常规煤层瓦斯钻孔有效抽采范围相比，急倾斜煤层有效抽采距离与抽采时间呈非线性关系；在抽采过程中，有效抽采范围随时间的增加，在钻孔平面不同方向上扩展速度不同，最终趋于稳定后有效抽采范围呈椭圆形区域。通过对急倾斜煤层钻孔周围煤壁上受力状态分析，认为有效抽采范围出现差异的原因主要是钻孔的出现改变了原有的地应力的分布状态，钻孔周围煤壁的稳定性遭到破坏，其附近一定范围内的煤体物理力学性质发生改变，此外，地应力的重新分布对钻孔周围煤层渗透率也产生一定影响。为定量研究垂直于钻孔二维截面上有效抽采范围随时间变化的发展趋势，通过急倾斜煤层有效抽采范围的数学模型得到急倾斜煤层有效抽采范围表达式，分析不同方向上抽采距离扩展速度造成的差异程度，对急倾斜煤层瓦斯抽采钻孔的现场应用具有一定指导作用。
引 言
煤层瓦斯是影响当前煤矿安全生产的重大隐患。瓦斯抽采可以有效防治瓦斯灾害，通过抽采可大幅降低煤层中的瓦斯含量，减少开采过程中的瓦斯涌出，提高煤矿生产的安全性；同时，抽采出来的高浓度瓦斯还可以加以利用。目前，在煤层中瓦斯渗流规律与治理方面，程卫民等在遗煤自燃与瓦斯爆炸耦合灾害致灾特性研究的基础上，分析了耦合灾害发生原因、判定原理和判定方法，研究了综放采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害危险区域的空间分布规律；王登科等以原煤为研究对象，开展了含瓦斯煤的各向异性渗流规律的研究，重点分析了含瓦斯煤渗透率各向异性动态变化规律和瓦斯优势流动方向的转变现象；张冲等通过试验测定了三轴加载条件下煤体的瓦斯渗流速度及温度联合响应规律，研究了瓦斯渗流速度及温度与突出煤失稳破坏之间的关系；王刚等采用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验系统，研究煤岩在变轴压加载下的变形破坏和瓦斯渗流演化规律，对比分析了甲烷吸附在真三轴应力环境中对煤体变形和渗透率等影响的作用机理。