保德煤矿81505综采工作面瓦斯抽放技术研究

发布时间：2017-10-23 01:16

  本文关键词：保德煤矿81505综采工作面瓦斯抽放技术研究

  更多相关文章： 瓦斯抽放 分源预测法 数值模拟

【摘要】：本论文首先对瓦斯超限引发煤矿安全生产的事实进行了阐述，对国内外瓦斯抽放现状进行了综述，得出国内外瓦斯抽放效率普遍不高的结论。随后表明了课题研究的目的和意义：保德煤矿现在的瓦斯抽采率较低，而且目前保德煤矿五盘区综采工作面已经开采到深部区，工作面煤层瓦斯压力和瓦斯含量越来越高，瓦斯涌出量越来越大，为了保证煤矿的安全生产，原来的瓦斯抽采参数亟待重新设定，因而确立了该课题。 在选定81505综采工作面作为试验面后，通过对巷道预抽与钻孔预抽两种方法的比较后，得出钻孔预抽工作面瓦斯的合理性；通过对顺层钻孔与穿层钻孔这两种方法抽放工作面瓦斯的比较，最后选定顺层钻孔这种方法。 介绍了瓦斯在煤体中存在的状态和瓦斯流场分类，详细阐述了有关瓦斯流动方面的三大理论，为后面的瓦斯基础参数测定及瓦斯抽放方法的选择提供了理论支持。 为了更加全面、仔细地了解煤层的基本特征，全面测定了试验工作面煤层瓦斯的基础参数。有了煤层瓦斯的具体参数就可以更加方便地对试验面瓦斯涌出量进行预测，而且可以使得预测数据更加真实有效。 采用分源预测法预测了试验工作面的瓦斯涌出量，最终得出了回采工作面涌出以开采层为主、邻近层为辅的结论。从国家出台的相关法规和煤矿自身情况论证了进行瓦斯抽采的必要性，根据之前测定的煤层的透气性系数与其钻孔瓦斯流量衰减系数来验证了瓦斯抽采的可实现性。 采用了FLUNET软件进行数值模拟，模拟了不同抽采时间、抽采负压和不同钻孔直径的条件下钻孔周围的瓦斯压力变化，得出如下结论：钻孔的抽采负压对抽采半径的影响不大；抽采时间和钻孔孔径极大地影响着煤层钻孔的瓦斯抽采率。该结论为之后的瓦斯抽放参数的设计提供了更加明确的范围或参数选择方向，以保证抽采参数选择的准确性。 通过该模拟结果，，借助这些结论结合有关瓦斯抽放参数设计的理论，对抽放钻孔的具体抽放参数进行了设计。再次采用FLUENT软件模拟了参数优化后的抽放效果和从瓦斯抽采率方面验证此次设计的合理性和有效性。
【关键词】：瓦斯抽放 分源预测法 数值模拟
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题提出9-13
• 1.1.1 研究背景及意义9-10
• 1.1.2 国外瓦斯抽放现状10-12
• 1.1.3 国内瓦斯抽放现状12
• 1.1.4 课题研究的目的12-13
• 1.2 课题研究的主要内容13
• 1.3 论文开展的路线及思路13-15
• 2 研究方案选择15-23
• 2.1 实验地点15-18
• 2.1.1 保德煤矿总体概况15-17
• 2.1.2 81505工作面概况17-18
• 2.2 抽放瓦斯方案的研究和比较18-22
• 2.2.1 抽放瓦斯的原则和方法18-19
• 2.2.2 巷道预抽与钻孔预抽的比较19-22
• 2.2.3 瓦斯抽放方法的确定22
• 2.3 本章小结22-23
• 3 煤层瓦斯流动基础23-28
• 3.1 瓦斯在煤体中存在的状态23
• 3.2 煤层瓦斯流场分类23-25
• 3.3 瓦斯流动理论概述25-27
• 3.3.1 线性瓦斯渗透理论25-26
• 3.3.2 瓦斯扩散理论26-27
• 3.3.3 非线性瓦斯流动理论27
• 3.4 本章小结27-28
• 4 81505工作面煤层瓦斯基础参数的测定28-41
• 4.1 煤层瓦斯含量28-32
• 4.1.1 直接法测定原理及方法28-29
• 4.1.2 瓦斯损失量计算29-31
• 4.1.3 残存瓦斯量测定31
• 4.1.4 煤的瓦斯含量31
• 4.1.5 81505工作面煤层瓦斯含量测定结果31-32
• 4.2 煤的瓦斯吸附常数测定32-34
• 4.3 煤的孔隙率测定34-35
• 4.4 煤层瓦斯压力35-37
• 4.5 钻孔自然瓦斯涌出特征37-38
• 4.6 煤层透气性系数测定38-40
• 4.7 本章小结40-41
• 5 81505工作面瓦斯抽放必要性与可实现性分析41-47
• 5.1 81505回采工作面瓦斯涌出量预测41-45
• 5.1.1 81505回采工作面瓦斯来源分析41-42
• 5.1.2 81505工作面开采层瓦斯涌出量（包括围岩）42-43
• 5.1.3 81505工作面邻近层瓦斯涌出量43-45
• 5.2 81505工作面瓦斯抽放的必要性与可行性分析45-46
• 5.2.1 建立瓦斯抽放必要性45-46
• 5.2.2 81505 工作面瓦斯抽放可行性分析46
• 5.3 本章小结46-47
• 6 81505工作面瓦斯抽放参数模拟47-61
• 6.1 FLUENT软件介绍47-48
• 6.2 钻孔预抽煤层瓦斯数值模拟48-60
• 6.1.1 模拟假设条件48
• 6.1.2 模拟的建立48-50
• 6.1.3 数值模拟结果50-58
• 6.1.4 数值模拟结果分析58-60
• 6.3 本章小结60-61
• 7 81505工作面瓦斯抽放参数设计及抽放效果分析61-69
• 7.1 瓦斯抽放参数的设计61-66
• 7.1.1 抽放钻孔时间的确定61-62
• 7.1.2 抽放钻孔直径的确定62
• 7.1.3 抽放钻孔深度的确定62-66
• 7.1.4 抽放钻孔负压的确定66
• 7.2 瓦斯抽放效果66-68
• 7.2.1 FLUENT模拟66-67
• 7.2.2 抽采率67-68
• 7.3 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-74
• 在学研究成果74-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 梁冰;温度对煤的瓦斯吸附性能影响的试验研究[J];黑龙江矿业学院学报;2000年01期

2 王兆丰;我国煤矿瓦斯抽放存在的问题及对策探讨[J];焦作工学院学报(自然科学版);2003年04期

3 谷丽朋;罗新荣;;我国煤矿瓦斯抽采技术的新进展及问题[J];能源技术与管理;2011年01期

4 刘震;李增华;杨永良;唐一博;;下向穿层钻孔综合水力化防突技术研究[J];采矿与安全工程学报;2012年04期

5 仇海生;张保泉;;利用煤钻屑瓦斯解吸指标法测定煤层瓦斯含量[J];煤矿安全;2007年07期

6 于峰;张建营;黄玉玺;;瓦斯综合抽放技术在下沟煤矿的应用[J];煤矿安全;2007年07期

7 刘海波;程远平;尚政杰;马贤钦;李振;;松软低透强突出特厚煤层瓦斯治理[J];煤矿安全;2009年02期

8 徐文波,王升宇,陈维良;通化煤田瓦斯地质因素及防治瓦斯对策[J];煤矿开采;2005年03期

9 杨清岭;杨鹏;;煤层瓦斯流动理论研究[J];煤炭技术;2007年02期

10 曹承平;;近距离上保护层开采的实践[J];煤炭科学技术;2006年04期

本文编号：1080945