平煤五矿综采面瓦斯涌出量影响因素及相关关系研究

发布时间：2017-03-29 22:28

  本文关键词：平煤五矿综采面瓦斯涌出量影响因素及相关关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：瓦斯是影响煤矿安全生产的主要因素之一,对煤矿企业的安全生产起着非常关键的作用。重特大瓦斯事故通常会造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失。因此,对煤矿瓦斯涌出量的影响因素进行研究具有重要意义。本文以平煤五矿己15-23260工作面为研究对象,利用理论分析、数值模拟以及现场实测等方法,系统地对该工作面瓦斯涌出量的影响因素进行了研究分析。分析研究表明:影响己15-23260工作面瓦斯涌出量的几个主要因素为煤层透气性、采动应力、瓦斯压力以及顶板周期来压与采空区瓦斯场。煤层透气性是影响该工作面煤壁瓦斯涌出的一个关键因素,决定着煤层内瓦斯的运移。采动应力对工作面煤壁前方煤体的孔裂隙结构有着很大影响。采动应力通过影响工作面煤壁前方不同区域煤层的结构,影响工作面瓦斯涌出量。采动应力愈大,造成处于应力峰值区域的煤体渗透性就越低,煤层内瓦斯越不易涌出。瓦斯压力与煤层的渗透性呈负相关关系,并且对回采工作面前方扩容卸压区瓦斯的解析吸附活动有着比较大的影响。在煤层原岩应力区,瓦斯压力大,会导致煤层渗透性降低,不易造成瓦斯的涌出。同时,瓦斯压力大,易造成煤层扩容区与卸压区瓦斯梯度变大,使瓦斯涌出量突然变大,易导致瓦斯灾害的发生。周期来压与工作面瓦斯涌出量具有一定的相关性,并且瓦斯涌出量的峰值晚于周期来压,它们之间相差时间为1-2天。顶板周期来压不仅造成采空区瓦斯大量涌向工作面,而且由于顶板的垮落,使工作面前方煤层突然卸压,导致煤层渗透性突然变大,瓦斯涌出量增加,这两个方面的因素共同造成了采场瓦斯涌出量的增加。
【关键词】：瓦斯涌出量 煤层透气性 采动应力 瓦斯压力 周期来压 采空区瓦斯场
【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
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 选题依据9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 研究内容13-14
• 1.4 研究方法与技术路线14-17
• 1.4.1 研究方法14
• 1.4.2 技术路线14-17
• 2 平煤五矿矿井概况17-31
• 2.1 井田位置、范围和交通17
• 2.2 自然地理17-19
• 2.3 矿井生产建设概况19-20
• 2.4 井田地质构造20-22
• 2.5 开采技术条件22-25
• 2.5.1 煤层赋存特征22-25
• 2.5.2 开采方法25
• 2.6 矿井瓦斯25-28
• 2.6.1 瓦斯含量25-28
• 2.6.2 矿井瓦斯涌出特点28
• 2.7 地温和地压28-31
• 3 综采面瓦斯涌出量的主要影响因素31-49
• 3.1 工作面概况31-32
• 3.2 己15-23260综采面瓦斯涌出量的影响因素分析32-47
• 3.2.1 瓦斯涌出量计算32-34
• 3.2.2 地质构造与水文地质条件对瓦斯涌出量的影响34-38
• 3.2.3 煤岩层的渗透性38-42
• 3.2.4 煤层埋深与瓦斯含量42-43
• 3.2.5 回采速度与产量43
• 3.2.6 采空区瓦斯的涌出43-45
• 3.2.7 顶板周期来压45-46
• 3.2.8 采煤工艺46-47
• 3.3 己15-23260工作面瓦斯涌出量的主要影响因素确定47-49
• 4 煤层渗透性、采动应力场及瓦斯场相互关系分析49-89
• 4.1 采动岩体与瓦斯耦合系统动力学分析49-53
• 4.1.1 煤层开挖过程中的围岩变化问题50-52
• 4.1.2 煤层与瓦斯的耦合作用分析52-53
• 4.2 应力对（破坏程度）透气性的影响研究53-58
• 4.2.1 渗透性53-54
• 4.2.2 利用软件RFPA进行数值模拟实验54-55
• 4.2.3 含瓦斯煤的破坏特性研究55-58
• 4.3 瓦斯压力对煤层透气性的影响58-62
• 4.4 工作面煤层瓦斯压力对瓦斯涌出量的影响62-67
• 4.4.1 工作面前方煤层分区62-63
• 4.4.2 工作面煤层扩容区瓦斯解析吸附特征63-67
• 4.5 周期来压与采空区瓦斯场对工作面瓦斯涌出的影响67-73
• 4.5.1 采场上覆岩层及采空区瓦斯场的分析67-73
• 4.5.2 周期来压及采空区瓦斯场对工作面瓦斯涌出的影响73
• 4.6 工程实践分析73-89
• 4.6.1 矿压与瓦斯观测74-75
• 4.6.2 矿压显现与瓦斯涌出特征75-82
• 4.6.3 矿压显现与瓦斯涌出的相关性82-86
• 4.6.4 减少瓦斯危害的手段86-89
• 5 结论与展望89-91
• 5.1 结论89-90
• 5.2 展望90-91
• 参考文献91-95
• 作者简历95-97
• 学位论文数据集97

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本文编号：275592