超大直径钻孔大流量抽采采空区瓦斯技术在马兰矿的应用

发布时间：2020-07-21 19:37

【摘要】：未来几十年我国的主要能源依然是煤炭,在煤矿开采中瓦斯灾害尤为严重,综合防治煤矿瓦斯是异常复杂的工作,大直径钻孔治理瓦斯的方法在国内、外实属首次提出,该设备利用液压缸推进装置带动旋转的钻具进行大直径钻孔施工,钻孔施工结束后,利用该钻机把钢管送入大直径钻孔内进行护孔,封孔后完成钻孔施工。该设备的研究成功,为研究适合于煤矿的大直径钻孔替代联络巷埋管抽采技术研究与应用提供了设备保障。通过该设备施工大直径钻孔,以大直径钻孔代替联络巷,用大流量,低负压对回采工作面瓦斯进行抽采,对采空区瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯经常超限等问题进行彻底治理,从而保证矿井的安全生产。本文以山西西山煤电(集团)有限责任公司马兰矿10610工作面采空区瓦斯治理为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟、现场应用相结合的方法,开展了超大钻孔大流量低负压抽采采空区瓦斯的研究。文章首先通过对矿井资料进行分析和涌出量预测得出10610工作面瓦斯涌出量规律:计算得出本煤层和邻近层占瓦斯涌出量分别为29%,71%,其中下邻近层瓦斯涌出量占到了瓦斯涌出总量的68%,因此下邻近层是瓦斯涌出的主要来源,其次来源于本煤层,很少部分是来自于上邻近层的;然后对采空区瓦斯流动规律建立了数学模型,并通过Fluent数值模拟软件对在大直径钻孔抽采后马兰矿10610工作面采空区的瓦斯浓度分布情况进行了模拟,得出了浓度分布规律;最后采用大直径钻孔对采空区瓦斯进行抽采,应用结果表明采用超大直径钻孔替代联络巷埋管并采用低负压对采空区瓦斯进行抽采,现场考察应用效果良好,可以有效地将上隅角瓦斯浓度控制在安全范围内,保证工作面安全回采的同时,缓解了接替紧张的局面。大直径钻孔替代联络巷埋管抽采技术,有效解决了高瓦斯矿井上隅角瓦斯频繁超限和采空区瓦斯治理难题,可在条件适合的高瓦斯矿井推广应用,为山西省所有矿井的瓦斯治理提供参考依据和实践经验,同时也为全国矿井取消专用排瓦斯巷的瓦斯治理提供新的方法和理念。
【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】：2018
【分类号】：TD712.6

【参考文献】

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本文编号：2764714