塔山矿综放面瓦斯涌出规律及抽采技术研究

发布时间：2020-05-31 07:11

【摘要】：瓦斯灾害是阻碍特大型矿井集约化生产的主要因素之一。防治瓦斯灾害仍然是矿井安全生产的主要任务,而瓦斯抽采是目前最为有效、最为常见的瓦斯治理手段。本文针对塔山矿特厚煤层综放面“低瓦斯赋存,高瓦斯涌出”的典型问题,以8214综放面瓦斯治理为研究对象,利用MATLAB软件对工作面瓦斯浓度实测数据进行可视化处理,重构了工作面瓦斯分布场,结合工作面瓦斯涌出特征,确定了各瓦斯涌出源所占比例;采用理论分析和3DEC软件数值模拟的方法研究了采空区覆岩裂隙分布特征;根据覆岩裂隙分布特征构建了采空区三维模型,运用FLUENT软件模拟了采空区瓦斯运移规律;为了验证上述研究成果的准确性,通过对现有综放面瓦斯治理方法优缺点的对比,提出了大直径定向长钻孔抽采采空区瓦斯技术,采用FLUENT软件对不同抽采条件(抽采负压、布置层位)下工作面瓦斯治理效果进行模拟,得出了大直径定向长钻孔最佳布置层位和抽采负压;在塔山矿8208综放面展开工程实践并对抽采效果进行了分析。根据现场实测数据的分析结果,塔山矿综放面瓦斯涌出主要来源为采空区,涌出比例为78.2%;根据理论分析和3DEC软件模拟结果,塔山矿综放面采空区覆岩冒落带高度为28.3±2.5m,裂隙带高度为52±5.6m,覆岩垮落角为55°;根据FLUENT软件对采空区瓦斯运移的模拟结果,采空区瓦斯在多因素的作用下主要富集在采空区裂隙带靠近回风侧区域内,工作面回风侧起1/4区域为采空区瓦斯涌出的主要区域;根据FLUENT软件控制单一变量的分析结果,长钻孔抽采采空区瓦斯的合理抽采负压为15kPa,合理布置层位为距煤层底板36m;8208综放面工程实践表明:大直径定向长钻孔抽采瓦斯量平均为17.1m~3/min,上隅角埋管抽采瓦斯纯量为4.29m~3/min~8.25m~3/min,工作面瓦斯抽采率为69%~81.7%,上隅角瓦斯浓度在0.4%左右。大直径定向长钻孔抽采采空区瓦斯技术的成功应用验证了塔山矿综放面瓦斯涌出规律研究结果的准确性,为塔山矿特厚煤层综放面瓦斯治理提供了技术支撑。
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD712.6

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本文编号：2689492