随着开采深度的增加,煤层的瓦斯含量与瓦斯压力急剧增大,煤炭开采的作业环境也越来越恶劣,致使瓦斯事故频发,严重制约安全生产。本文以新景矿3216工作面为工程背景,测试了高水封孔材料不同配比的封孔性能,对囊袋尺寸及材质进行了优化,并通过数值模拟和现场实测进行了验证,取得的主要成果如下:(1)结合矿区实际地质条件,采用现场实测分析及实验室实验等研究方法,得到了工作面瓦斯含量、放散初速度及煤层坚硬系数、孔隙率等基本参数。(2)采用单一变量法设计了高水封孔材料基础性能配比优化测试方案,探讨了用水量、甲乙料之比对高水封孔材料凝结时间、单轴抗压强度、膨胀率及渗透性的影响,得到了适合矿区瓦斯抽放钻孔要求的高水封孔材料最佳配比。(3)基于试验得出的高水封孔材料最佳配比,优化设计了高水材料瓦斯封孔器,测试了不同囊袋材质及其长度对瓦斯封孔器的封孔效率的影响,得到了封孔效率最好的囊袋类型及其最佳长度。(4)采用COMSOL数值模拟软件,研究了不同抽放钻孔直径、间距及孔深对瓦斯抽放效率的影响,揭示了瓦斯抽放过程中其浓度变化规律,为工作面瓦斯抽放钻孔设计提供了重要的理论依据。(5)在高水材料封孔器优化设计及钻孔瓦斯抽放数值模拟分析的基础上,进行了工作面瓦斯抽放效率实测分析,研究了优化设计后的高水材料封孔器及传统封孔器的瓦斯抽放量,确定了高水材料封孔器的可行性。该论文有图50幅,表16个,参考文献98篇。