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高吸附低透气性煤层掘进巷道瓦斯治理技术研究

发布时间:2018-02-26 22:23

  本文关键词: 低透气性 深孔预裂爆破 LS-DYNA 煤层增透 快速掘进 出处:《安徽理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:贵州五轮山煤矿为突出型矿井,井田赋存煤层性质多为高吸附低透气性。煤层瓦斯抽采困难,极大地限制了煤巷掘进速度,并且在生产中具有很大的突出隐患。所以,增加工作面煤层透气性,达到强化瓦斯抽采效果,以确保提高煤巷工作面的掘进速度。本文首先完成了在1805掘进工作面进行瓦斯瓦力、透气性系数、瓦斯含量等参数的测定工作,在将煤层参数量化的过程中,可以对煤层性质作出定性的结论,经鉴定该掘进工作面煤层具有高吸附低透气性等性质。分析并深入研究深孔预裂爆破工艺的理论知识,了解该工艺的机理,并清楚爆生气体、爆轰能量、煤层瓦斯、应力波等对煤层裂隙发育的影响,研究爆破过程中能量传播的方式,煤体产生裂隙的条件以及裂隙扩展的范围,为设计增透方案时提供理论依据。应用ANSYS/LS-DYNA软件,建立现场试验的爆破增透模型,改变控制孔与爆破孔间距,研究爆破过程中所产生应力波在介质中的传播规律,及爆破致裂的煤体裂纹扩展范围,根据模拟结果,确定试验时的爆破工艺参数,优化在1805运顺掘进工作面实施的深孔预裂爆破工艺的方案。根据三种模型的综合比较,确定炮孔间距为5米左右时,煤层增透效果最好。为现场工程试验方案制定提供准确参数与理论依据。在五轮山煤矿1805运顺掘进工作面进行深孔预裂爆破现场增透试验。考察爆破效果。在增大煤层透气性后,根据1805运顺平巷的现场情况,制定防突措施(穿层钻孔+巷帮钻孔+局部防突钻孔),并对增透工作面进行消突效果检验。收集1805运顺平巷在爆破增透前后月掘进进尺。由此得到结论:深孔预裂爆破工艺对于高吸附低透气性煤层的消突效果显著,有效避免了掘进工作面的瓦斯超限事故的发生,并实现快速掘进的生产现状。
[Abstract]:Wulunshan coal mine in Guizhou province is a outburst mine, and the nature of the existing coal seam in the mine field is mostly high adsorption and low permeability. The difficulty of gas drainage in coal seam greatly limits the driving speed of coal roadway, and it has great outburst hidden trouble in production. In order to increase the permeability of coal seam and achieve the effect of enhanced gas drainage to ensure the speed of driving in coal roadway face, this paper first completes the completion of gas wall-force and permeability coefficient in 1805 tunneling face, the first step of this paper is to increase the gas permeability of coal face and to improve the driving speed of coal roadway. In the process of quantifying the parameters of coal seam, the determination of gas content and other parameters can make a qualitative conclusion on the nature of coal seam. The coal seam of this working face has the properties of high adsorption and low permeability. The theoretical knowledge of deep-hole pre-splitting blasting technology is analyzed and studied, the mechanism of the technology is understood, and the detonation gas, detonation energy and coal seam gas are clearly understood. The influence of stress wave on the development of coal seam fissure, the way of energy transmission during blasting, the condition of coal body producing crack and the range of crack extension are studied. The theoretical basis is provided for designing antireflection scheme. The application of ANSYS/LS-DYNA software, The antireflection model of blasting is established, the distance between the control hole and the blasting hole is changed, the propagation law of stress wave produced in the blasting process in the medium and the crack propagation range of coal body caused by blasting are studied. According to the simulation results, According to the comprehensive comparison of the three kinds of models, the blasting parameters of the blasting process during the test and the optimization of the deep-hole pre-splitting blasting technology implemented in the 1805 driving-face are determined when the hole spacing is about 5 meters. The antireflection effect of coal seam is the best, which provides accurate parameters and theoretical basis for the formulation of field engineering test scheme. The field antipenetration test of deep-hole pre-splitting blasting is carried out in 1805 driving-face of Wulunshan Coal Mine. The blasting effect is investigated. After the gas permeability of large coal seams, According to the scene of Yunshunping Lane in 1805, The measures of preventing outburst (local anti-outburst drilling and anti-outburst drilling in the side of bored roadway of penetrating layer) were formulated, and the outburst elimination effect of antireflection working face was examined. The 1805 Yunshunping roadway was collected before and after blasting, and the monthly driving ruler was collected before and after blasting. The conclusion is as follows: deep hole pre-drilling. The crack blasting technology has remarkable effect on the outburst suppression of high adsorption and low permeability coal seams. It effectively avoids the gas overrun accident in the heading face and realizes the production status of fast tunneling.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD712.6;TD263.3

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6 刘,

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