采动裂隙场演化与瓦斯运移规律研究及其工程应用

发布时间：2020-07-23 06:51

【摘要】：针对高强度综放开采条件下采空区瓦斯涌出量大，上隅角瓦斯超限时有发生，并且由于煤层透气性低不易在采前抽放，而采空区瓦斯抽放技术参数设计缺乏相应理论的量化研究而导致抽放效果不理想。采用理论分析、实验测试、数值模拟和现场监测手段验证等方法，主要对采动条件下位移场和裂隙场的形成机制及分布特征以及采动裂隙场卸压瓦斯流动规律开展研究，并与瓦斯抽放实际相结合，对相关抽采技术工艺和参数进行革新和优化。结果表明：采动覆岩裂隙场在时间和空间上的发展演化与卸压瓦斯运移相关性以及两者的相互作用关系是瓦斯治理与抽放的理论基础，也是控制瓦斯事故发生的关键。该成果对于进行上隅角瓦斯治理，实现采空区瓦斯高效抽采，保障工作面的安全高效开采具有一定的理论价值和现实意义。
【学位授予单位】：中国矿业大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD712
【图文】：

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图 1.2 埋管法抽放上隅角瓦斯示意图Fig.1.2 Diagram of drainaging the upper cornergas with buried pipe动阀门控制法：该法是通过遥控，实现采空区内部各个抽放管闭。该方法的优点是节省预埋管路，能够根据实际情况对瓦斯缺点是价格相对较高，施工工艺质量要求也较高。）向冒落拱上方打钻抽放（裂隙带钻孔）向工作面采空区冒落带上部的裂隙带打钻孔，将终孔布置在覆压瓦斯（见图 1.3 和图 1.4），从而治理上隅角和采空区瓦斯问结果。钻孔终孔应布置在冒落带上方（裂隙带内），由于裂隙和聚集的通道，裂隙带钻孔能够截获因受采动影响而卸压的邻瓦斯[44,46]。这种裂隙带钻孔具有成本低，管理简单等特点。但断推进，冒落带范围不断增大，当工作面回采到一定距离时，带范围内，开始逐渐失去作用，而且由于钻孔与冒落带空气连果。所以钻孔参数设计要求准确，且钻孔施工量较大。）在顶板高位水平定向钻孔

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图 1.3 裂隙带钻孔法抽放上隅角瓦斯平面图Fig.1.3 Diagram of drainaging the upper corner gas with high drilling图 1.4 裂隙带钻孔抽放剖面图Fig.1.4 Fractured zone drilling drainage cross-sectional view5）工作面尾巷抽放采空区瓦斯些高产高效工作面采用双巷布置，其中一条尾巷可通过埋管、向采孔或密闭抽放采空区瓦斯[49-52]。该方法（如图 1.5 所示）可在最佳空区瓦斯进行强化抽放强化，即在采空区内形成负压区，使回采工

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1 绪论空间里的积存瓦斯进行抽采，对上隅角瓦斯浓度起到一定的控制作时间长、抽放效果好等特点，但工程量大，需在顶板掘一条或多条于厚煤层或有上邻近层回采的工作面，且瓦斯涌出量在 50 m3/min程量大且巷道的维护较为困难。图 1.3 裂隙带钻孔法抽放上隅角瓦斯平面图Fig.1.3 Diagram of drainaging the upper corner gas with high drilling

【参考文献】