水力造穴技术在寺家庄矿的应用研究
发布时间：2021-01-01 07:08
本文以寺家庄矿15煤为研究对象,对井田煤层赋存及15煤瓦斯赋存规律加以阐述;通过现场取样并且再进行实验室参数测定的方法,对15煤的成份、孔隙结构研究;结合实验室常规条件下吸附解吸实验对煤样瓦斯吸附解吸特性进行研究。此外,还系统地分析了水力造穴增透机制,建立了几何模型,对造穴钻孔周围煤体应力、变形以及渗透性进行了数值模拟,并进行了现场工程应用。具体研究结论概述如下:（1）寺家庄矿15煤属于低水高灰高变质无烟煤,瓦斯放散初速度为34-47mmHg,极限吸附系数a值范围在43-48m3/t之间。通过对原生煤和构造煤孔隙结构的研究发现,原生煤中孔隙形态主要以半开放型为主,孔隙连通性较构造煤差;10nm孔径以下的构造煤DFT孔容是原生煤的2倍左右,微孔BET比表面积也是原生煤的3.3-3.6倍。由于不同的孔隙结构造成瓦斯扩散的差异,构造煤前10分钟扩散系数是原生煤的2-5倍。（2）通过COMSOL数值模拟发现,钻孔周围煤体的卸压增透半径会随着造穴半径的增大而逐渐增大。根据经济最优的原理,选定实际冲孔的半径为0.6 m,钻孔周围煤体内形成了半径为1.34 m的渗透率增高区,瓦...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤矿瓦斯抽采技术分类Figure1-1Classificationofcoalminegasextractiontechnology
硕士学位论文10斜宽阔，背斜相对较窄，区域构造见图2-2所示。本区位于该褶带的东部边缘，总体上呈一东高西低的单斜，在单斜的基础上发育的次级褶曲，由背向斜相间组成，轴向为 NNE 向，与地层走向一致，背向斜两翼倾角在5o～20o之间。至本区南端逐渐消失，本区南端呈一单斜[31-36]。图2-2 沁水盆地构造纲要图Figure2-2 The construction outline of Qinshui coal field寺家庄井田位于平昔矿区的中南部，地层走向为 NNW 向，倾向 SWW 向，区内断层较少
硕士学位论文12图2-3 构造应力对煤层瓦斯赋存的影响Figure2-3 Influence of tectonic stress on coal seam gas occurrence平昔矿区含煤地层聚积后，主要经历了印支期、燕山期和喜马拉雅期构造成变动，它的主要构造是在燕山期形成的，喜马拉雅期局部构造被改造。煤田多以断裂带为边界，分布在吕梁山-五台山隆褶带的两侧。最后得出 NNE 向和 NNW向的断裂构造挤压、剪切活动在深部将会控制煤与瓦斯突出危险性的分布。寺家庄矿地处沁水块拗边缘，15煤形成之后，受多期地质构造的影响，煤层内多期次级褶皱构造发育，在构造区域煤层所受构造应力最强，并且伴生着大量的压扭性断层。同时，在强烈的构造应力下，煤层渗透率大幅降低，瓦斯运移受阻
【参考文献】：
期刊论文
[1]沁水盆地晋中地区构造特征及圈闭评价[J]. 王付斌,王博,董志刚,赵俊兴. 物探化探计算技术. 2017(05)
[2]水力冲孔造穴瓦斯抽采强化机制及其在寺家庄矿的应用[J]. 石建文,韩柯,范毅伟,张锐,王亮. 煤矿安全. 2017(08)
[3]煤粒瓦斯扩散的数值解法[J]. 王公达. 煤矿安全. 2017(07)
[4]水力冲孔措施研究进展及存在问题分析[J]. 李波,张路路,孙东辉,王珂. 河南理工大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]突出煤层水力冲孔卸压增透效果数值模拟研究[J]. 肖长河,王春光,白振峰,霍传录. 煤炭技术. 2015(07)
[6]煤体吸附-解吸瓦斯变形特征实验研究[J]. 聂百胜,卢红奇,李祥春,李丽,吕长青. 煤炭学报. 2015(04)
[7]沁水盆地北端中生代构造变形与构造应力场特征[J]. 王莹,张庆龙,朱文斌,王良书,解国爱,邹旭. 煤田地质与勘探. 2014(01)
[8]水力压裂起裂与扩展分析[J]. 冯彦军,康红普. 岩石力学与工程学报. 2013(S2)
[9]煤的工业分析指标及指标关系的探讨[J]. 刘建兵. 能源与节能. 2013(06)
[10]淮北矿区构造演化对瓦斯赋存的影响[J]. 李恒乐,张玉贵,侯海海,雷咸锐. 煤矿安全. 2013(01)
博士论文
[1]掘进工作面煤与瓦斯突出动态预测方法与技术研究[D]. 曹垚林.辽宁工程技术大学 2014
[2]华北赋煤区煤田构造与构造控煤作用研究[D]. 林中月.中国矿业大学(北京) 2012
[3]构造煤结构及其对瓦斯特性的控制机理研究[D]. 屈争辉.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]煤体破坏程度对瓦斯吸附解吸的影响规律研究[D]. 姜琦.安徽理工大学 2017
[2]沁水盆地晋中区块构造解释及有利区带预测[D]. 王博.成都理工大学 2017
[3]阳泉新景煤矿构造煤发育规律及其对瓦斯赋存的控制机理[D]. 张坤鹏.中国矿业大学 2015
[4]构造煤瓦斯吸附、解吸与扩散特性研究[D]. 李钰魁.河南理工大学 2015
[5]山西沁水盆地东缘太行大断裂构造变形特征及成因探讨[D]. 刘超.南京大学 2011
[6]瓦斯抽放工艺集成化技术研究[D]. 杨宏伟.辽宁工程技术大学 2007
[7]铁法矿区大兴矿瓦斯抽放技术研究[D]. 刘金龙.辽宁工程技术大学 2005
本文编号：2951156
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤矿瓦斯抽采技术分类Figure1-1Classificationofcoalminegasextractiontechnology
硕士学位论文10斜宽阔，背斜相对较窄，区域构造见图2-2所示。本区位于该褶带的东部边缘，总体上呈一东高西低的单斜，在单斜的基础上发育的次级褶曲，由背向斜相间组成，轴向为 NNE 向，与地层走向一致，背向斜两翼倾角在5o～20o之间。至本区南端逐渐消失，本区南端呈一单斜[31-36]。图2-2 沁水盆地构造纲要图Figure2-2 The construction outline of Qinshui coal field寺家庄井田位于平昔矿区的中南部，地层走向为 NNW 向，倾向 SWW 向，区内断层较少
硕士学位论文12图2-3 构造应力对煤层瓦斯赋存的影响Figure2-3 Influence of tectonic stress on coal seam gas occurrence平昔矿区含煤地层聚积后，主要经历了印支期、燕山期和喜马拉雅期构造成变动，它的主要构造是在燕山期形成的，喜马拉雅期局部构造被改造。煤田多以断裂带为边界，分布在吕梁山-五台山隆褶带的两侧。最后得出 NNE 向和 NNW向的断裂构造挤压、剪切活动在深部将会控制煤与瓦斯突出危险性的分布。寺家庄矿地处沁水块拗边缘，15煤形成之后，受多期地质构造的影响，煤层内多期次级褶皱构造发育，在构造区域煤层所受构造应力最强，并且伴生着大量的压扭性断层。同时，在强烈的构造应力下，煤层渗透率大幅降低，瓦斯运移受阻
【参考文献】：
期刊论文
[1]沁水盆地晋中地区构造特征及圈闭评价[J]. 王付斌,王博,董志刚,赵俊兴. 物探化探计算技术. 2017(05)
[2]水力冲孔造穴瓦斯抽采强化机制及其在寺家庄矿的应用[J]. 石建文,韩柯,范毅伟,张锐,王亮. 煤矿安全. 2017(08)
[3]煤粒瓦斯扩散的数值解法[J]. 王公达. 煤矿安全. 2017(07)
[4]水力冲孔措施研究进展及存在问题分析[J]. 李波,张路路,孙东辉,王珂. 河南理工大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]突出煤层水力冲孔卸压增透效果数值模拟研究[J]. 肖长河,王春光,白振峰,霍传录. 煤炭技术. 2015(07)
[6]煤体吸附-解吸瓦斯变形特征实验研究[J]. 聂百胜,卢红奇,李祥春,李丽,吕长青. 煤炭学报. 2015(04)
[7]沁水盆地北端中生代构造变形与构造应力场特征[J]. 王莹,张庆龙,朱文斌,王良书,解国爱,邹旭. 煤田地质与勘探. 2014(01)
[8]水力压裂起裂与扩展分析[J]. 冯彦军,康红普. 岩石力学与工程学报. 2013(S2)
[9]煤的工业分析指标及指标关系的探讨[J]. 刘建兵. 能源与节能. 2013(06)
[10]淮北矿区构造演化对瓦斯赋存的影响[J]. 李恒乐,张玉贵,侯海海,雷咸锐. 煤矿安全. 2013(01)
博士论文
[1]掘进工作面煤与瓦斯突出动态预测方法与技术研究[D]. 曹垚林.辽宁工程技术大学 2014
[2]华北赋煤区煤田构造与构造控煤作用研究[D]. 林中月.中国矿业大学(北京) 2012
[3]构造煤结构及其对瓦斯特性的控制机理研究[D]. 屈争辉.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]煤体破坏程度对瓦斯吸附解吸的影响规律研究[D]. 姜琦.安徽理工大学 2017
[2]沁水盆地晋中区块构造解释及有利区带预测[D]. 王博.成都理工大学 2017
[3]阳泉新景煤矿构造煤发育规律及其对瓦斯赋存的控制机理[D]. 张坤鹏.中国矿业大学 2015
[4]构造煤瓦斯吸附、解吸与扩散特性研究[D]. 李钰魁.河南理工大学 2015
[5]山西沁水盆地东缘太行大断裂构造变形特征及成因探讨[D]. 刘超.南京大学 2011
[6]瓦斯抽放工艺集成化技术研究[D]. 杨宏伟.辽宁工程技术大学 2007
[7]铁法矿区大兴矿瓦斯抽放技术研究[D]. 刘金龙.辽宁工程技术大学 2005
本文编号：2951156
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