瓦斯事故是制约我国煤矿安全生产的主要因素,尽管我国采取了最严格的瓦斯综合治理措施但瓦斯事故依旧频发。随着我国煤矿开采逐渐向深部转移,瓦斯含量逐渐增大、瓦斯涌出量大幅增加,如果不能将瓦斯高效抽采出来,极易造成工作面瓦斯超限,引发瓦斯事故。为了对瓦斯高效抽采进行研究,本文以杨柳煤矿1075智能化开采工作面为研究对象,采用理论分析、实验室实验、数值模拟和现场验证相结合的方法,对1075工作面预抽和回采阶段瓦斯立体抽采方法进行参数优化,形成了立体瓦斯抽采技术体系,并通过现场数据验证了该技术体系实施的可靠性。本文主要结论如下:1)根据实验室实验及现场测试可得,杨柳煤矿1075智能化工作面10煤层预测瓦斯压力最大值为1.38MPa,实测瓦斯含量最大值为7.68m~3/t,间接法计算瓦斯含量最大值为9.37m~3/t,煤质较软,吸附性较强,孔隙裂隙不发育,且瓦斯涌出量较大,具有煤与瓦斯突出危险性。根据工作面实际情况,建立了立体化瓦斯抽采技术体系,当工作面形成以后无突出危险区采用顺层钻孔进行煤层瓦斯预抽,突出危险区顺层孔控制盲区采用穿层孔进行补充。工作面回采期间采用地面钻井结合定向长钻孔立体瓦斯抽采技术,为智能化工作面安全开采提供保障。2)根据1075工作面地质情况,通过FLAC3D和COMSOL数值模拟的方法,对煤层预抽阶段顺层钻孔布置参数进行了优化。结果表明,1075工作面顺层钻孔封孔长度应大于16m;抽采初期应保持25k Pa的抽采负压进行抽采,抽采后期适当降低抽采负压可以显著提高瓦斯抽采浓度,但不应低于8k Pa;钻孔直径应保持在114mm左右,钻孔布置间距应在3.2m左右。3)通过FLAC3D以及理论计算的方法,确定了1075工作面10煤层开采后上覆煤岩层三带以及裂隙“O”型圈分布范围,为定向长钻孔和地面钻井布置参数的确定提供依据。1075工作面开采后,冒落带范围为10煤层顶板上方0～11.6m,裂隙带范围为10煤层顶板上方11.6m～42.3m,“O”型圈裂隙带范围为巷道内侧0～65m。通过数值模拟及计算结果可得,定向高位长钻孔终孔位置在垂直层位上应位于10煤层顶板上方11.6m～42.3m范围中部位置,水平层位上应位于巷道内侧0～65m范围内;定向拦截长钻孔应布置在82煤层底板下方较稳定岩层中。地面钻井终孔位置应位于风巷内侧约0～65m范围内。4)通过现场数据统计分析可得,经过立体瓦斯抽采系统抽采后,杨柳煤矿1075工作面10煤层回采期间回风巷瓦斯浓度平均值为0.144%;上隅角瓦斯浓度平均值为0.146%,均小于0.5%的报警浓度,成功避免了瓦斯超限现象,为工作面的安全开采提供保障。智能化的应用成功提高了工作面回采效率,降低了安全风险。该论文有图62幅,表17个,参考文献112篇。