煤层群开采多重卸压效应及卸压瓦斯抽采研究

发布时间：2021-05-07 23:09

　　多重卸压效应是近距离煤层群开采过程中客观存在的一种现象，对矿井瓦斯抽采有着较大的影响。本文系统总结了当前保护层开采卸压机理、卸压瓦斯运移规律和卸压瓦斯抽采的研究现状，结合金佳煤矿11223工作面和111811工作面的开采实际，采用理论分析、数值模拟、现场实测等手段，对煤层群多个保护层开采的多重卸压效应及卸压瓦斯抽采技术进行了全面的研究。采用弹性力学相关知识，建立了保护层开采围岩的力学模型，分析了保护层开采后，上覆煤岩体和下伏煤岩体的应力变化规律和位移变化情况，并从理论上探讨了多个保护层开采的复合卸压效应。结合金佳煤矿的工程地质条件，采用FLAC3D数值模拟软件分别对煤层群第一保护层开采和第二保护层开采进行了数值模拟，得出了上覆被保护煤岩层的垂直应力变化、垂直位移变化情况和塑性区分布情况，分析了煤层群开采多重卸压效应的形成过程和特点。分析了保护层开采卸压瓦斯运移规律，以及瓦斯运移通道的形成机理和卸压瓦斯的汇集区域。探讨了多个保护层开采分源预测瓦斯的方法和流程，分析了金佳煤矿111811工作面回采期间瓦斯涌出的来源和瓦斯涌出量。结合金佳煤矿第二保护层的开采实际，认为采用保护层上、下向钻孔瓦... 

【文章来源】：湖南科技大学湖南省

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 保护层开采概述
        1.2.2 保护层开采卸压效应研究现状
        1.2.3 保护层开采多重卸压效应研究现状
        1.2.4 卸压瓦斯抽采技术研究现状
        1.2.5 存在的问题
    1.3 研究内容
    1.4 研究方法
第二章 煤层群开采多重卸压效应的理论分析
    2.1 保护层开采上覆岩层卸压效应分析
        2.1.1 力学模型的建立
        2.1.2 模型求解
        2.1.3 实例分析
    2.2 保护层开采下伏岩层的卸压效应分析
        2.2.1 力学模型的建立
        2.2.2 模型求解
        2.2.3 实例分析
    2.3 煤层群多重卸压开采及卸压效应分析
        2.3.1 煤层群多个保护层开采
        2.3.2 煤层群开采多重卸压的三种情形
    2.4 本章小结
第三章 煤层群开采多重卸压效应的数值模拟分析
    3.1 FLAC3D数值模拟方法简介
    3.2 数值模拟方案
        3.2.1 矿井概况
        3.2.2 三维立体模型的建立
        3.2.3 相关参数的设置
    3.3 计算结果的对比与分析
        3.3.1 垂直应力分布情况及对比分析
        3.3.2 垂直位移分布情况及对比分析
        3.3.3 塑性区分布情况及对比分析
    3.4 本章小结
第四章 煤层群开采多重卸压瓦斯运移规律及抽采技术研究
    4.1 煤层群保护层开采卸压瓦斯的运移规律
        4.1.1 煤层群保护层开采卸压煤岩体渗透率的变化
        4.1.2 煤层群保护层开采卸压瓦斯运移通道的形成
        4.1.3 煤层群保护层开采卸压瓦斯富集区域的形成
    4.2 煤层群开采多重卸压瓦斯涌出来源和涌出量预测
        4.2.1 煤层群后续保护层开采瓦斯涌出预测的方法
        4.2.2 煤层群后续保护层开采瓦斯涌出预测
    4.3 煤层群开采多重卸压瓦斯抽采技术
        4.3.1 瓦斯抽采设计的原则
        4.3.2 卸压瓦斯抽采方法的选择
        4.3.3 卸压瓦斯抽采参数的确定
    4.4 本章小结
第五章 卸压瓦斯抽采工程实践
    5.1 矿井及保护层工作面概况
        5.1.1 矿井地层和地质
        5.1.2 矿井开拓及开采
        5.1.3 矿井瓦斯情况
    5.2 卸压瓦斯抽采方案及实施
        5.2.1 工作面布置情况及特点
        5.2.2 工作面瓦斯涌出源及构成分析
        5.2.3 卸压瓦斯抽采方案及实施
    5.3 卸压瓦斯抽采效果考察
        5.3.1 卸压瓦斯抽采量和抽采浓度
        5.3.2 回采工作面风排瓦斯量和瓦斯浓度
        5.3.3 回采工作面瓦斯抽采率
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
致谢
附录 A：攻读硕士学位期间发表的论文及参与项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]近距离多煤层开采覆岩破坏高度与特征研究[J]. 张玉军.  煤矿开采. 2010(06)
[2]突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J]. 王登科,刘建,尹光志,韦立德.  岩土力学. 2010(11)
[3]近距离上保护层开采瓦斯运移规律数值分析[J]. 张拥军,于广明,路世豹,李亮,杨登峰.  岩土力学. 2010(S1)
[4]急倾斜煤层俯伪斜下保护层开采的卸压范围[J]. 范晓刚,王宏图,胡国忠,李晓红,袁志刚.  中国矿业大学学报. 2010(03)
[5]低透气性煤层群高瓦斯采煤工作面强化抽采卸压瓦斯机理及试验[J]. 卢平,袁亮,程桦,薛俊华,刘泽功,童云飞,王永,蔡如法,邓中.  煤炭学报. 2010(04)
[6]采动煤层渗透率演化与卸压瓦斯抽放技术[J]. 汪有刚,李宏艳,齐庆新,彭永伟,李春睿,邓志刚.  煤炭学报. 2010(03)
[7]下保护层开采上覆煤岩体变化的数值模拟[J]. 尚政杰,程远平,刘海波,焦先军,蒋静宇.  煤矿安全. 2010(03)
[8]多重保护层开采高瓦斯综采面瓦斯涌出规律研究[J]. 林青,黄旭超,张朝举,杨春林.  煤矿开采. 2010(01)
[9]近距离薄煤层群联合开采矿压显现规律研究[J]. 黄跃明.  山西煤炭. 2010(02)
[10]多次动压下近距离煤层群覆岩破坏规律研究[J]. 吴爱民,左建平.  湖南科技大学学报(自然科学版). 2009(04)

博士论文
[1]低透气性富含瓦斯煤层群卸压开采机理及应用研究[D]. 徐乃忠.中国矿业大学（北京） 2011
[2]下保护层合理保护范围及在卸压瓦斯抽采中的应用[D]. 刘林.中国矿业大学 2010
[3]含瓦斯煤岩本构模型与失稳规律研究[D]. 王登科.重庆大学 2009
[4]残采区上行开采基础理论及应用研究[D]. 冯国瑞.太原理工大学 2009
[5]深部煤巷围岩控制内、外承载结构耦合稳定原理的研究[D]. 李树清.中南大学 2008
[6]采场下伏煤岩体卸压作用原理及在被保护层卸压瓦斯抽采中的应用[D]. 王海锋.中国矿业大学 2008
[7]近距离煤层群采动裂隙场与瓦斯流动场耦合规律及防治技术研究[D]. 翟成.中国矿业大学 2008

硕士论文
[1]下保护层开采上覆煤岩变形与卸压瓦斯抽采研究[D]. 刘宝安.安徽理工大学 2006



本文编号：3174214