近距离煤层群采动裂隙发育演化规律及其瓦斯抽采技术研究

发布时间：2017-12-22 10:16

本文关键词：近距离煤层群采动裂隙发育演化规律及其瓦斯抽采技术研究　出处：《太原理工大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：我国煤矿生产过程中一般会产生瓦斯等有害气体,采空区瓦斯突出和上隅角超限问题更是严重威胁到了煤矿的安全生产。随着我国煤炭行业的发展,煤炭开采由原来的低瓦斯地质条件简单的矿井发展至高瓦斯地质条件复杂的矿井中,高瓦斯矿井越来越多,因此,采矿引起的瓦斯排放量也逐年上升,瓦斯不仅污染了空气,而且加剧了大气中的温室效应。因此瓦斯治理能减少温室气体排放,保护生态环境,又能降低矿井通风压力,提高井下综放开采的安全性。杜儿坪矿是高瓦斯矿井,该矿8#、9#煤层间距平均9m,是典型的近距离煤层群开采,8#、9#煤层的工作面大都采用“U”型通风,优点为减少巷道掘进量和保证工作面的正常衔接。在8#煤层回采期间本煤层和9#煤层的瓦斯同时涌出,工作面出现了瓦斯超限现象,影响了工作面正常生产。本文针对杜儿坪煤矿8#煤层实际开采情况,分别对煤层群采动应力场、裂隙场和瓦斯流动场进行了量化研究。从煤层群采动应力场分析8#煤层回采过程中卸压区范围,初步掌握了杜儿坪8#煤层围岩应力应变状态和塑性破坏范围；然后根据原生裂隙在不同应力状态下的发育扩展规律,建立了相应的数值模型对煤层群采动裂隙发育演化规律进行了系统的研究,从图形中得到了8#煤层顶底板裂隙集中区域,掌握瓦斯在围岩裂隙中可能的流动趋势和各区域瓦斯的流态,寻找瓦斯可能富集的区域；运用Fluent模拟回采过程中只用“U”型通风得到的采空区内瓦斯浓度云图和等值线图,分析煤层上覆岩层裂隙带中存在高浓度瓦斯富集区,提出了距离工作面高45m、回风巷内侧30-40m处为瓦斯浓度最高的区域,用模拟的方法验证在该处布置瓦斯排放巷的可行性,为采空区瓦斯治理提供了理论依据。现场提出了“本煤层预抽、裂隙带布置瓦斯排放巷、采动区埋管抽采”的综合治理方案,在杜儿坪矿68301、68303、68304工作面实施该方案。方案实施后,工作面抽采量平均为20.71m3/min,抽采率平均为54.08%,治理效果明显。由此说明,通过分析煤层群采动应力场、裂隙场、瓦斯流动场及其三者之间的相互关系,可在理论上为瓦斯治理提供一定的理论基础。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD823.81;TD712.6

【参考文献】

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