低透气性煤层深孔控制预裂爆破强化抽采技术研究
发布时间：2021-06-06 17:59
深孔控制预裂爆破技术是近年发展起来的一种提高煤层透气性、强化瓦斯抽采的措施。该项措施的出现不仅为解决低透性煤层的瓦斯抽采率低下技术难题提供了一条新的途径，而且还对煤与瓦斯突出的防治、确保实现煤矿安全、高效生产目标具有重要的意义。本文主要在煤层瓦斯基本理论和深孔控制预裂爆破机理的基础上，详细探讨和分析了深孔控制预裂爆破的特点及煤体内部炸药的爆炸及作用过程；根据爆破力学、弹性力学等理论知识，对深孔控制预裂爆破技术进行了研究，初步确定了煤体中的爆破参数。运用RFPA-Flow固气耦合系统，建立了深孔控制预裂爆破的数学模型，借助RFPA2D数值模拟软件进行模拟和分析，对爆破孔周围煤体的破裂情况以及煤体应力场、声发射场、弹性模量场的变化规律进行研究。并结合河南煤化集团鹤煤八矿的历史资料，确定一组适合该矿工作面的最优参数并进行现场试验。试验结果表明：这项技术可以明显的提高钻孔周围煤体的裂隙发育程度，使煤体透气性系数得到增加，从而增大钻孔的有效抽采半径，达到提高煤层瓦斯抽采量和抽采率的目的。该项措施使得穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯的时间大大缩短了；还降低了煤层瓦斯含量，消除了煤与瓦斯突出的危险性，有效地...
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外瓦斯抽采研究现状
1.2.2 国内外强化瓦斯抽采研究现状
1.2.3 深孔控制预裂爆破技术研究现状
1.3 存在的问题及研究内容
1.3.1 研究内容
1.3.2 存在问题
1.3.3 研究技术路线
1.4 研究特色
2 深孔控制预裂爆破增透理论分析
2.1 技术原理与特点
2.2 爆炸应力波作用
2.3 爆生气体作用及贯通裂隙形成条件
2.4 煤层瓦斯压力作用
2.5 控制孔的作用
2.6 本章小结
3 深孔控制预裂爆破增透技术研究
3.1 试验地点概况
3.1.1 试验矿井概况
3.1.2 试验工作面概况
3.2 现场试验所需设备及材料
3.3 预裂爆破参数设计
3.3.1 孔径选择
3.3.2 钻孔布置方式
3.3.3 爆破孔与控制孔间距
3.3.4 封孔工艺
3.3.5 装药量计算
3.3.6 装药结构
3.4 煤层透气性系数测定
3.5 深孔控制预裂爆破安全技术措施
3.6 本章小结
4 深孔控制预裂爆破技术数值模拟
4.1 RFPA~(2D) 软件概述
4.2 深孔控制预裂爆破数值模拟
4.2.1 模型设计基本假设
4.2.2 几何模型及边界条件
4.3 深孔控制预裂爆破数值模拟结果及分析
4.3.1 煤体应力场变化规律
4.3.2 煤体声发射场变化规律
4.3.3 煤体弹性模量变化规律
4.3.4 煤层渗透性变化规律
4.4 本章小结
5 现场应用及效果研究
5.1 深孔控制预裂爆破参数优化
5.2 现场应用情况
5.3 预裂爆破试验效果考察
5.3.1 煤层透气性考察
5.3.2 瓦斯抽采量考察
5.4 本章小结
6 结论及展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤炭产量统计数据解析[J]. 姜澍. 数据. 2009(04)
[2]瓦斯抽放技术的综合利用[J]. 张凤臣,迟勇. 煤炭技术. 2008(06)
[3]深孔控制预裂爆破技术应用浅议[J]. 白国基,甘林堂. 煤矿安全. 2007(07)
[4]利用水力割缝提高低透气性煤层瓦斯抽放的试验研究[J]. 方前程,王兆丰,杨利平. 煤. 2007(05)
[5]利用深孔控制预裂爆破强化瓦斯抽放消除回采工作面突出危险性[J]. 张兴华. 煤矿安全. 2006(02)
[6]水力冲孔快速掘进技术[J]. 孔留安,郝富昌,刘明举,辛新平,魏国营. 煤矿安全. 2005(12)
[7]应用深孔控制预裂爆破技术提高煤层瓦斯抽放率[J]. 何晓东,李守国. 煤矿安全. 2005(12)
[8]煤与瓦斯突出一般规律定性定量分析研究[J]. 蔡成功,王佑安. 中国安全科学学报. 2004(06)
[9]穿层孔水压爆破法提高煤层透气性的研究[J]. 张英华,倪文,尹根成,宋建国. 煤炭学报. 2004(03)
[10]突出煤层深孔预裂控制松动爆破防突技术研究[J]. 方昌才. 矿业安全与环保. 2004(02)
硕士论文
[1]高瓦斯煤层深孔控制预裂爆破增透技术研究[D]. 李尧斌.安徽理工大学 2006
本文编号：3214873
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外瓦斯抽采研究现状
1.2.2 国内外强化瓦斯抽采研究现状
1.2.3 深孔控制预裂爆破技术研究现状
1.3 存在的问题及研究内容
1.3.1 研究内容
1.3.2 存在问题
1.3.3 研究技术路线
1.4 研究特色
2 深孔控制预裂爆破增透理论分析
2.1 技术原理与特点
2.2 爆炸应力波作用
2.3 爆生气体作用及贯通裂隙形成条件
2.4 煤层瓦斯压力作用
2.5 控制孔的作用
2.6 本章小结
3 深孔控制预裂爆破增透技术研究
3.1 试验地点概况
3.1.1 试验矿井概况
3.1.2 试验工作面概况
3.2 现场试验所需设备及材料
3.3 预裂爆破参数设计
3.3.1 孔径选择
3.3.2 钻孔布置方式
3.3.3 爆破孔与控制孔间距
3.3.4 封孔工艺
3.3.5 装药量计算
3.3.6 装药结构
3.4 煤层透气性系数测定
3.5 深孔控制预裂爆破安全技术措施
3.6 本章小结
4 深孔控制预裂爆破技术数值模拟
4.1 RFPA~(2D) 软件概述
4.2 深孔控制预裂爆破数值模拟
4.2.1 模型设计基本假设
4.2.2 几何模型及边界条件
4.3 深孔控制预裂爆破数值模拟结果及分析
4.3.1 煤体应力场变化规律
4.3.2 煤体声发射场变化规律
4.3.3 煤体弹性模量变化规律
4.3.4 煤层渗透性变化规律
4.4 本章小结
5 现场应用及效果研究
5.1 深孔控制预裂爆破参数优化
5.2 现场应用情况
5.3 预裂爆破试验效果考察
5.3.1 煤层透气性考察
5.3.2 瓦斯抽采量考察
5.4 本章小结
6 结论及展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤炭产量统计数据解析[J]. 姜澍. 数据. 2009(04)
[2]瓦斯抽放技术的综合利用[J]. 张凤臣,迟勇. 煤炭技术. 2008(06)
[3]深孔控制预裂爆破技术应用浅议[J]. 白国基,甘林堂. 煤矿安全. 2007(07)
[4]利用水力割缝提高低透气性煤层瓦斯抽放的试验研究[J]. 方前程,王兆丰,杨利平. 煤. 2007(05)
[5]利用深孔控制预裂爆破强化瓦斯抽放消除回采工作面突出危险性[J]. 张兴华. 煤矿安全. 2006(02)
[6]水力冲孔快速掘进技术[J]. 孔留安,郝富昌,刘明举,辛新平,魏国营. 煤矿安全. 2005(12)
[7]应用深孔控制预裂爆破技术提高煤层瓦斯抽放率[J]. 何晓东,李守国. 煤矿安全. 2005(12)
[8]煤与瓦斯突出一般规律定性定量分析研究[J]. 蔡成功,王佑安. 中国安全科学学报. 2004(06)
[9]穿层孔水压爆破法提高煤层透气性的研究[J]. 张英华,倪文,尹根成,宋建国. 煤炭学报. 2004(03)
[10]突出煤层深孔预裂控制松动爆破防突技术研究[J]. 方昌才. 矿业安全与环保. 2004(02)
硕士论文
[1]高瓦斯煤层深孔控制预裂爆破增透技术研究[D]. 李尧斌.安徽理工大学 2006
本文编号：3214873
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3214873.html
