回采工作面瓦斯地质探测方法研究

发布时间：2017-10-23 18:36

  本文关键词：回采工作面瓦斯地质探测方法研究

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【摘要】：开展回采工作面小构造精细化探测方法研究,提高煤层节理、隐伏断层和煤层厚度变化的研究程度和预测精度,对煤层瓦斯高效均衡抽采,有效防治煤与瓦斯突出等地质灾害,具有十分重要的意义。本文通过理论分析和数值模拟实验研究,分析了煤层节理系统与煤体渗透性的关系。表明了分布在回采工作面不同部位的煤层节理,受到采动影响时,因其产状不同,它们的力学性质和闭合程度可能发生规律性变化,进而可能影响煤体的渗透性变化。利用这一特点,可以预测回采工作面不同位置煤体的渗透性,优化回采工作面煤层瓦斯抽采设计。我国高瓦斯突出矿井,在回采工作面准备阶段,通常在煤层底板掘送一条岩石巷道作为回采工作面的底抽巷,并在底抽巷实施大量穿层钻孔预抽煤层瓦斯。本文阐述了利用这些瓦斯抽采工程,开展回采工作面隐伏小构造探测的必要性;并通过“底抽巷+穿层钻孔+回采工作面”勘探模型,建立了各个穿层钻孔顶(底)板控制点参数的计算公式;利用Excel反演技术,计算了煤层顶(底)板控制点三维坐标;通过Surfer软件,绘制出煤层顶(底)板等高线图和煤厚等值线图,进而判断和预测设计回采工作面范围内隐伏小断层的性质、断层的落差和煤层厚度的变化。以古汉山矿1602回采工作面的实际资料,验证了上述回采工作面隐伏小构造的探测和预测方法。结果表明:利用穿层瓦斯抽采钻孔,能够比较容易且较为准确地获得煤层顶(底)板控制点三维坐标,能够实现小型隐伏正断层、逆断层和煤层厚度变化的精细化探测和预测。
【关键词】：回采工作面 瓦斯抽采 穿层钻孔 地质探测 隐伏小构造
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.6;TD163
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题依据10-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.3 研究内容16-17
• 1.4 技术路线17-18
• 2 节理裂隙与工作面煤体渗透性预测18-32
• 2.1 回采工作面煤体渗透性的控制因素18-26
• 2.1.1 地质因素18-24
• 2.1.2 其他因素24-26
• 2.2 节理裂隙系统演化对煤体渗透性的影响26-31
• 2.2.1 裂隙系统分类及成因26-27
• 2.2.2 裂隙演化数值模拟27-29
• 2.2.3 节理裂隙演化对煤体渗透性的影响29-31
• 2.3 小结31-32
• 3 “底抽巷+穿层钻孔+回采工作面”勘探模型32-58
• 3.1 利用穿层钻孔进行瓦斯地质勘探的必要性和可行性32-34
• 3.1.1 必要性探讨32-33
• 3.1.2 可行性分析33-34
• 3.2 工程设计模型34-37
• 3.2.1 钻孔布置设计34-36
• 3.2.2 抽采钻场设计36-37
• 3.3 数学计算模型37-43
• 3.3.1 预测钻孔顶板控制点坐标40-42
• 3.3.2 预测钻孔底板控制点坐标42-43
• 3.4 勘探模型分析43-48
• 3.4.1 勘探煤厚变化43-46
• 3.4.2 勘探小断层46-48
• 3.5 Excel参数反演48-55
• 3.5.1 煤厚反演48-49
• 3.5.2 正断层反演49-52
• 3.5.3 逆断层反演52-55
• 3.6 小结55-58
• 4 工程应用58-70
• 4.1 古汉山矿概况58-60
• 4.1.1 矿井地质构造及瓦斯地质规律58-59
• 4.1.2 古汉山矿突出情况介绍59-60
• 4.2 1602工作面及底板抽采巷概况60-63
• 4.2.1 1602工作面概况60
• 4.2.2 1602底板抽采巷概况60-61
• 4.2.3 穿层抽采钻孔的布置61-62
• 4.2.4 抽采技术参数选择62-63
• 4.3 煤厚变化勘探63-65
• 4.4 隐伏构造勘探65-68
• 4.5 小结68-70
• 5 结论与展望70-72
• 5.1 结论70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-78
• 作者简历78-80
• 学位论文数据集80

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