为研究掘进工作面机械扩孔的卸压增透效果，以扩孔后的抽采有效影响半径为考察指标，借助COMSOL-Multiphysics数值模拟软件建立机械扩孔模型，动态分析机械扩孔后的瓦斯流场，拟合得出扩孔有效影响半径与抽采时间的关系曲线；通过理论分析和现场考察试验，类比同等工况条件下机械扩孔与普通钻孔的预抽效果，定量探讨2种施工工艺条件下瓦斯流量衰减系数。研究表明，机械扩孔的瓦斯抽采流量平均值为0.022 2 m3/min,最低瓦斯抽采流量是初始抽采流量的56.9%,下降幅度为43.1%;而普通钻孔的瓦斯抽采流量平均值为0.006 826 m3/min,最低瓦斯抽采流量是初始抽采流量的22.6%,下降幅度达77.4%。机械扩孔抽采浓度由72%降到38%,降幅为47.2%,普通钻孔抽采浓度由39%降到17%,降幅达56.4%,说明机械扩孔卸压增透效果显著。

国家自然科学基金(51704101)；河南省高等学校重点科研项目(22A440003)；河南省高校基本科研业务费专项资金(NSFRF200307)；

1 机械扩孔卸压增透机理
1.1 机械扩孔周围煤层应力变化
1.2 机械扩孔周围煤层卸压范围变化
2 机械扩孔有效半径数值模拟
2.1 模型建立
2.2 模型计算主要参数
2.3 不同机械扩孔抽采模拟结果
3 现场考察
3.1 机械扩孔有效抽采半径分析
3.2 机械扩孔瓦斯抽采效果考察
4 结论