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高位钻孔瓦斯抽采技术是预防治理瓦斯灾害的有效途径之一，安全有效的高位钻孔抽采系统可以达到良好的抽采效果。本文以晋煤集团寺河煤矿高瓦斯大采高工作面顺序开采中瓦斯高位钻孔层位精准确定为工程背景，分析了临空开采对瓦斯运移规律的影响，研究了大采高工作面不同临空条件下围岩渗透率与应力应变之间的关系，提出了寺河矿顺序开采高位钻孔层位精准确定方法。
本文主要研究成果如下：
（1）分析了不同临近空区尺寸采动过程中高位瓦斯抽采区域的采动应力变化特征，设计了不同临空开采条件采动应力路径的煤岩样加卸载三轴渗流实验方案。分析测试了煤样与泥岩样全应力应变、轴压不等幅循环加卸载应力路径下和轴压不等幅循环加卸载应力路径下不同损伤煤岩样的瓦斯渗流特征。结果表明受载裂隙煤岩的渗透率均呈现随着应力的增加逐渐降低，并且第二次加卸载渗透率的变化幅度相对较小，渗透率的损失量也在逐渐减小。
（2）建立了不同损伤程度煤岩样不同次循环加卸载的应力-渗透率模型，并借助实验室三轴渗流实验，拟合获得不同损伤煤岩样在开采过程中应力-渗透率耦合模型，分析裂隙煤岩体不同次加卸载过程中的应力敏感性，并将上述不同损伤煤样的渗流-应力耦合模型写入COMSOL，再结合计算单元的损伤变量对渗流模块进行二次开发，采用多场耦合模型分析不同影响因素对瓦斯抽采量比值、钻孔周边瓦斯压力分布特征以及渗透率演变规律，研究表明裂隙渗透率、瓦斯压力钻孔尺寸对抽采钻孔的累计产气量影响较大，基质渗透率对抽采钻孔的累计产气量影响较小。
（3）以寺河矿东五盘区为地质原型，模拟分析了不同临近空区尺寸下采空区覆岩的应力演变与覆岩渗透率演化特征。采用Fluent数值模拟软件对比分析不同临空开采各工作面高位钻孔不同终孔层位下瓦斯抽放效果，确定不同临空开采条件下高位钻孔最佳布置层位。研究表明全实体煤开采下高位钻孔最佳布置层位为35~40m，单侧单临空开采下高位钻孔最佳布置层位为40~45m，单侧双临空开采下高位钻孔最佳布置层位为40~45m。
（4）以纯瓦斯流量以及瓦斯浓度作为评定指标，分析了不同开采工况下高位钻孔抽采过程中纯瓦斯流量以及瓦斯浓度随钻孔层位、抽采负压的变化特征，研究了工作面回采过程中瓦斯涌出、高位钻孔瓦斯抽采规律及综合治理效果，最终确定寺河矿高位钻孔精准抽采参数，提出了高位瓦斯钻孔层位的具体确定方法，在寺河矿东五盘区5010工作面进行实测验证。
本文主要研究成果如下：
（1）分析了不同临近空区尺寸采动过程中高位瓦斯抽采区域的采动应力变化特征，设计了不同临空开采条件采动应力路径的煤岩样加卸载三轴渗流实验方案。分析测试了煤样与泥岩样全应力应变、轴压不等幅循环加卸载应力路径下和轴压不等幅循环加卸载应力路径下不同损伤煤岩样的瓦斯渗流特征。结果表明受载裂隙煤岩的渗透率均呈现随着应力的增加逐渐降低，并且第二次加卸载渗透率的变化幅度相对较小，渗透率的损失量也在逐渐减小。
（2）建立了不同损伤程度煤岩样不同次循环加卸载的应力-渗透率模型，并借助实验室三轴渗流实验，拟合获得不同损伤煤岩样在开采过程中应力-渗透率耦合模型，分析裂隙煤岩体不同次加卸载过程中的应力敏感性，并将上述不同损伤煤样的渗流-应力耦合模型写入COMSOL，再结合计算单元的损伤变量对渗流模块进行二次开发，采用多场耦合模型分析不同影响因素对瓦斯抽采量比值、钻孔周边瓦斯压力分布特征以及渗透率演变规律，研究表明裂隙渗透率、瓦斯压力钻孔尺寸对抽采钻孔的累计产气量影响较大，基质渗透率对抽采钻孔的累计产气量影响较小。
（3）以寺河矿东五盘区为地质原型，模拟分析了不同临近空区尺寸下采空区覆岩的应力演变与覆岩渗透率演化特征。采用Fluent数值模拟软件对比分析不同临空开采各工作面高位钻孔不同终孔层位下瓦斯抽放效果，确定不同临空开采条件下高位钻孔最佳布置层位。研究表明全实体煤开采下高位钻孔最佳布置层位为35~40m，单侧单临空开采下高位钻孔最佳布置层位为40~45m，单侧双临空开采下高位钻孔最佳布置层位为40~45m。
（4）以纯瓦斯流量以及瓦斯浓度作为评定指标，分析了不同开采工况下高位钻孔抽采过程中纯瓦斯流量以及瓦斯浓度随钻孔层位、抽采负压的变化特征，研究了工作面回采过程中瓦斯涌出、高位钻孔瓦斯抽采规律及综合治理效果，最终确定寺河矿高位钻孔精准抽采参数，提出了高位瓦斯钻孔层位的具体确定方法，在寺河矿东五盘区5010工作面进行实测验证。