新义矿顺层抽采钻孔瓦斯运移规律及封孔技术研究

发布时间：2017-10-27 01:32

  本文关键词：新义矿顺层抽采钻孔瓦斯运移规律及封孔技术研究

  更多相关文章： 瓦斯抽采 瓦斯运移规律 漏气机理 封孔工艺

【摘要】：瓦斯抽采是矿井瓦斯治理的重要技术手段,抽采钻孔密封质量直接影响着瓦斯抽采的整体效果,尤其是在松软突出煤层中封孔时难度更大,而合理的封孔方法和抽采参数是保证高效抽采的必要条件,研究顺层抽采钻孔瓦斯运移规律,对于确定合理的抽采参数以及封孔方式具有重要的指导意义。本文通过分析煤层瓦斯流动和钻孔周围裂隙的分布规律,遂对抽采钻孔径向和轴向方向上的瓦斯运移规律进行现场测试与研究,通过测试负压作用下抽采钻孔径向上瓦斯运移规律,找出抽采影响半径与抽采时间的定量关系。基于钻孔内瓦斯流动原理,研制了钻孔轴向瓦斯运移规律测定仪,为分析钻孔内瓦斯运移情况、封孔质量的检测以及确定合理的封孔参数提供了设备支撑。最后,通过对顺层抽采钻孔漏气机理的分析,结合现有封孔材料和技术条件,设计了适合新义矿顺层钻孔的聚氨酯+带压注浆封孔工艺,并结合顺层钻孔的合理抽采参数进行现场封孔试验。现场应用试验表明,聚氨酯+带压注浆封孔工艺并结合合理的抽采参数能够保证钻孔较好的密封质量,提高了煤层瓦斯预抽浓度,是提高本煤层抽采效果的有效方法。
【关键词】：瓦斯抽采 瓦斯运移规律 漏气机理 封孔工艺
【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
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 引言10-22
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-18
• 1.2.1 煤层瓦斯流动研究现状11-15
• 1.2.2 瓦斯抽采技术研究现状15-17
• 1.2.3 封孔技术研究现状17-18
• 1.3 本文研究内容18-19
• 1.4 技术路线19-22
• 2 煤层瓦斯运移基础22-32
• 2.1 煤层瓦斯流动理论22-26
• 2.1.1 煤层中瓦斯的流动规律22-24
• 2.1.2 煤层瓦斯流动状态分类24-26
• 2.2 钻孔周围应力和裂隙分布特征26-31
• 2.2.1 钻孔周围应力分布规律26-28
• 2.2.2 钻孔周围裂隙分布规律28-31
• 2.3 本章小结31-32
• 3 抽采钻孔径向瓦斯运移规律研究32-54
• 3.1 矿区概况32-36
• 3.1.1 位置概况32
• 3.1.2 矿井开采与开拓32-33
• 3.1.3 主采煤层33
• 3.1.4 矿井地质构造33
• 3.1.5 矿井通风与瓦斯概况33-35
• 3.1.6 瓦斯抽采概况35-36
• 3.2 试验地区概况36-37
• 3.2.1 工作面位置范围36
• 3.2.2 工作面煤层赋存情况36
• 3.2.3 工作面瓦斯概况和防突措施36-37
• 3.3 抽采钻孔径向瓦斯运移规律测定37-52
• 3.3.1 钻屑量法确定卸压带宽度37-39
• 3.3.2 测试方案39-42
• 3.3.3 测试结果与分析42-50
• 3.3.4 负压影响区的变化50-52
• 3.4 本章小结52-54
• 4 抽采钻孔轴向瓦斯运移规律研究54-68
• 4.1 钻孔轴向瓦斯运移与漏气通道关系研究54-56
• 4.1.1 顺层抽采钻孔漏气通道分析54
• 4.1.2 钻孔瓦斯运移与漏气通道关系分析54-55
• 4.1.3 抽采钻孔轴向瓦斯运移特征55-56
• 4.2 抽采钻孔轴向瓦斯运移测定装置56-59
• 4.2.1 测定仪的组成与结构56-57
• 4.2.2 工作过程和原理57
• 4.2.3 测试方法和步骤57-59
• 4.3 钻孔轴向瓦斯运移规律测试59-63
• 4.3.1 特征点参数布置59
• 4.3.2 测试结果与分析59-63
• 4.4 顺层抽采钻孔合理封孔深度确定63-65
• 4.4.1 抽采钻孔负压影响区的变化63
• 4.4.2 顺层抽采钻孔漏气量分析63-65
• 4.4.3 合理封孔深度确定65
• 4.5 本章小结65-68
• 5 顺层抽采钻孔封孔技术研究68-84
• 5.1 顺层钻孔普遍采用的封孔方法68-70
• 5.1.1 聚氨酯膨胀封孔方法68
• 5.1.2 聚氨酯膨胀封孔方法的缺陷68-70
• 5.2 聚氨酯+带压注浆封孔法的封孔机理70-71
• 5.3 聚氨酯+带压注浆设备及材料71-73
• 5.3.1 设备及材料清单71
• 5.3.2 气压式注浆罐研制71-72
• 5.3.3 聚氨酯单向注浆头研制72-73
• 5.3.4 水泥浆水灰比的确定73
• 5.4 聚氨酯+带压注浆封孔工艺过程73-77
• 5.4.1 封孔前准备工作73-74
• 5.4.2 封孔操作步骤74-77
• 5.4.3 安全注意事项77
• 5.5 现场封孔试验77-83
• 5.5.1 试验钻孔施工情况77-78
• 5.5.2 抽采瓦斯浓度随时间的变化78-81
• 5.5.3 抽采效果对比与分析81-83
• 5.6 本章小结83-84
• 6 结论与展望84-86
• 6.1 主要结论84
• 6.2 展望84-86
• 附录86-88
• 参考文献88-92
• 作者简历92-94
• 学位论文数据集94

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马志勇;熊飞;丁文彦;;瓦斯狂魔几时休[J];民防苑;2005年02期

2 马增旭,赵凯;双石墙预留排瓦斯巷在新立矿的应用[J];煤炭技术;2005年05期

3 程建军;;专用排瓦斯巷应用问题的探讨[J];水力采煤与管道运输;2008年03期

4 杨洋;郭佳;郭力;;基于极值统计理论的瓦斯浓度预测模型研究[J];中国煤炭;2009年06期

5 郭美玲;;瓦斯形成的地质因素及其防治对策[J];山西煤炭管理干部学院学报;2009年02期

6 鹿瑾;张剑英;牛光东;王青青;赵艳萍;;煤矿瓦斯浓度时间序列的分形特性研究[J];微计算机信息;2010年07期

7 王栓林;樊少武;马超;;突出危险性预测中的瓦斯浓度实时指标研究[J];煤炭科学技术;2010年05期

8 董丁稳;李树刚;常心坦;林海飞;;瓦斯浓度区间预测的灰色聚类与高斯过程模型[J];中国安全科学学报;2011年05期

9 童碧;黄伟;沈力军;沈颂策;;瓦斯浓度异常预警系统及应用[J];测控技术;2012年04期

10 芦军民;;井下快速排放瓦斯的方法[J];西部探矿工程;2012年12期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王玉麟;王君杰;;低浓瓦斯综合利用新技术研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年

2 王红卫;费奇;;智能瓦斯预报系统[A];企业发展与系统工程——中国系统工程学会第七届年会论文集[C];1992年

3 李瑞敬;;瓦斯逆流现象原因分析及防治措施[A];河北省煤炭工业科学技术工作会议论文集[C];2006年

4 杨双安;宁书年;张会星;姜铁明;;三维地震勘探技术预测瓦斯的研究成果[A];第六次全国煤炭工业科学技术大会文集[C];2005年

5 吴强;张保勇;;瓦斯水合化技术研究进展[A];第七次煤炭科学技术大会文集（下册）[C];2011年

6 李长庚;;淮南矿区瓦斯浓缩技术应用及市场前景分析[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年

7 郭江涛;;风电瓦斯闭锁功能设计与现场实现[A];第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2010年

8 禄利刚;郭畅;程龙彪;;节能减排视角下我国瓦斯的抽采和综合利用[A];全国煤矿井下安全避险及瓦斯治理技术理论与实践[C];2011年

9 郝世俊;;抽放瓦斯大直径拐弯钻孔施工工艺[A];矿山建设工程新进展——2005全国矿山建设学术会议文集（下册）[C];2005年

10 彭苏萍;;瓦斯富集部位高分辨地震探测技术及其应用[A];中国煤炭学会第六次全国会员代表大会暨学术论坛论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 中经;把瓦斯变成拳头产品[N];中国安全生产报;2007年

2 罗虎昌;大湾矿瓦斯月发电量创纪录[N];中国煤炭报;2006年

3 本报记者　 陈晓军;“西北第一瓦斯站”的尴尬[N];甘肃日报;2006年

4 白增安邋郭东;救援围绕降低瓦斯浓度展开[N];河北日报;2007年

5 张沉;山西的新瓦斯时代[N];经济观察报;2006年

6 胡明军;打通一矿治理岩溶瓦斯有新招[N];经理日报;2008年

7 张延颖;河北金牛葛泉矿新装备筑牢瓦斯防线[N];中国矿业报;2008年

8 记者 王新生邋通讯员 张延颖;葛泉矿新装备筑牢瓦斯防线[N];中国矿业报;2008年

9 解张伟;将“第一杀手”变成能源新宠[N];中国矿业报;2005年

10 记者 钱海山 通讯员 袁宏伟;河南最大瓦斯电厂年底投产[N];中国煤炭报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 董丁稳;基于安全监控系统实测数据的瓦斯浓度预测预警研究[D];西安科技大学;2012年

2 徐乐华;钻孔初始瓦斯流量法预测石门揭煤突出危险性的实验研究[D];中国矿业大学;2015年

3 陈文胜;瓦斯水合固化过程热效应实验研究[D];中国矿业大学;2015年

4 薛飞;无煤柱煤与瓦斯共采中抽采钻孔采动破坏机理研究[D];中国矿业大学;2015年

5 倪冠华;脉动压裂过程中瓦斯微观动力学特性及液相滞留机制研究[D];中国矿业大学;2015年

6 李刚;瓦斯浓度的分形分析与混沌预测模型研究[D];中国矿业大学（北京）;2009年

7 刘彦伟;煤粒瓦斯放散规律、机理与动力学模型研究[D];河南理工大学;2011年

8 陈向军;外加水分对煤的瓦斯解吸动力学特性影响研究[D];中国矿业大学;2013年

9 刘纪坤;煤体瓦斯吸附解吸过程热效应实验研究[D];中国矿业大学(北京);2012年

10 魏明尧;含瓦斯煤体气固耦合渗流机理及应用研究[D];中国矿业大学;2013年

，

本文编号：1101382