大采高工作面顶板走向高抽巷合理层位研究

发布时间：2017-03-30 13:13

  本文关键词：大采高工作面顶板走向高抽巷合理层位研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：瓦斯灾害一直是影响矿井安全高效生产的主要问题之一。对采空区瓦斯进行合理高效的抽采不仅能够防止矿井瓦斯灾害的发生,而且从煤矿中抽采出来的瓦斯也能够作为一种清洁高效的能源为生产和生活所用。目前,国内外学者和技术人员对顶板高抽巷这种抽采方法做出了许多研究,成为解决深部矿井低透气性高瓦斯煤层开采条件下高效抽采卸压瓦斯的有效手段之一。近年来采空区瓦斯涌出量随煤矿开采规模增大和开采深度不断加深而逐渐增加,是开采工作面和上隅角瓦斯浓度超限的重要影响因素之一,是目前采煤工作面急需要解决的问题。本论文以矿山岩石力学、矿山流体力学、煤与瓦斯耦合机理等相关知识为理论基础,采用UDEC和FLAC3D数值模拟为验证手段,以李雅庄煤矿2-603工作面实际地质条件为原型,分析了和研究了李雅庄实际地质情况下上覆岩层“两带”高度的发育高度,并对该采场上覆岩层在煤层采动后的裂隙、应力和位移的动态变化情况进行分析研究。为2-603工作面外错高抽巷层位的确定奠定了基础。最后结合李雅庄煤矿大采高工作面的实际情况分析外错高抽巷应用过程中的利与弊,并依据现场分类数据分析了生产期期间外错高抽巷的抽采流量、浓度、瓦斯纯量、抽放负压及高位钻场钻孔的流量等参数。并结合“两带”发育高度最终得到将外错高抽巷迎头、抽采钻孔终点置于上覆岩层裂隙带底部,可以抽采到采空区裂隙带内煤岩内的瓦斯涌量最大,从而达到为工作面高效安全生产所服务的目的。
【关键词】：采空区瓦斯 上覆岩层 数值模拟实验 高抽巷
【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
• Abstract6-10
• 1 引言10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外采空区瓦斯治理研究现状及抽放方法11-15
• 1.2.1 采空区瓦斯治理国外研究现状11-12
• 1.2.2 采空区瓦斯治理国内研究现状12-13
• 1.2.3 采空区覆岩最佳抽采层位研究13-15
• 1.3 本文主要研究内容和研究路线15-18
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 论文创新点15
• 1.3.3 主要研究技术路线15-18
• 2 矿井概况18-24
• 2.1 矿井概况18-22
• 2.1.1 矿井煤层特征18-19
• 2.1.2 矿井井田构造19-21
• 2.1.3 矿井开拓、开采21-22
• 2.2 试验工作面概况22-23
• 2.2.1 工作面概况22
• 2.2.2 工作面瓦斯参数22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 3 采空区覆岩结构演化UDEC数值模拟24-46
• 3.1 UDEC软件简介24
• 3.2 煤岩力学模型及其参数24-25
• 3.3 数值模拟模型及网格的划分25-26
• 3.4 数值模拟结果分析26-45
• 3.4.1 覆岩结构演化网格分析26-28
• 3.4.2 覆岩垂直应力数值模拟28-31
• 3.4.3 覆岩垂直位移数值模拟31-34
• 3.4.4 覆岩垂直应力分析34-39
• 3.4.5 覆岩垂直位移分析39-45
• 3.5 本章小结45-46
• 4 采动塑性破坏FLAC3D数值模拟46-52
• 4.1 FLAC3D软件介绍46
• 4.2 计算模型的建立46-48
• 4.3 数值模拟结果分析48-50
• 4.4 本章小结50-52
• 5 大采高工作面高抽巷抽采技术研究52-66
• 5.1 外错高抽巷层位初步确定52-54
• 5.1.1 外错高抽巷瓦斯抽采机理52-53
• 5.1.2 外错高抽巷优缺点分析53-54
• 5.2 大采高走向高抽巷瓦斯抽采系统布置54-58
• 5.2.1 工作面高抽巷抽采效果54-57
• 5.2.2 工作面高抽巷抽采负压的确定57-58
• 5.3 高抽巷合理层位的确定58-65
• 5.3.1 工作面高位钻场钻孔布置及施工参数58-60
• 5.3.2 高抽巷布置参数确定60-65
• 5.4 本章小结65-66
• 6 结论与展望66-68
• 6.1 论文主要结论66
• 6.2 论文展望66-68
• 参考文献68-72
• 作者简历72-74
• 学位论文数据集74

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