潘一东矿高瓦斯煤层首采工作面瓦斯来源及瓦斯治理研究

发布时间：2017-04-24 23:10

  本文关键词：潘一东矿高瓦斯煤层首采工作面瓦斯来源及瓦斯治理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：淮南矿业集团潘一矿东区1252(1)工作面是西一盘区11-2煤层的首采工作面,也是13-1煤层的下保护层工作面。现场生产发现该工作面瓦斯涌出量巨大,达到110m~3/min。为了找出工作面瓦斯涌出量较大的原因,保证1252(1)工作面安全高效生产,对该工作面瓦斯来源进行深入研究,进而制定出相应的瓦斯治理方案。 本论文采取理论分析、实验室实验以及现场工业性试验相结合的研究方法。现场对11-2煤层和13-1煤层的瓦斯基础参数进行测算,测定结果发现11-2煤层和13-1煤层的瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层透气性差,两个煤层的突出危险性都很高。在此基础上采用分源预测法对1252(1)综采工作面瓦斯涌出量进行预测,对工作面瓦斯涌出情况做到宏观掌握。为了研究1252(1)工作面推进过程中,顶板裂隙发育情况,在实验室进行相似模拟实验,得出采空区上覆岩层冒落带和裂隙带高度,实验发现沿上覆岩层裂隙已发展至13-1煤层顶板中,这种裂隙以离层裂隙为主,有利于13-1煤层的卸载作用。在现场,采用单元法和瓦斯涌出统计法对工作面瓦斯构成进行测算和分析,结果表明工作面瓦斯主要来源于煤壁和采空区(包括13-1煤层的卸压瓦斯),其中采空区瓦斯涌出比例平均在75%上下,临近层涌入的卸压瓦斯是工作面瓦斯涌出量巨大的重要原因。最后根据相似模拟结果和工作面瓦斯来源的研究成果,制定出本煤层和采空区同时抽采的瓦斯治理方案,除了回风排瓦斯外,采取了轨、运顺顺层钻孔预抽消突、地面钻井、底抽巷穿层钻孔、顶板走向钻孔、充填墙埋管相结合的瓦斯治理手段,抽采率达到88%,回风流中瓦斯浓度保持在0.35%左右,工作面和上隅角完全杜绝了瓦斯浓度超限现象,瓦斯治理效果显著。1252(1)首采工作面开采后,保护范围内的上邻近13-1煤层残余瓦斯压力0.47Mpa,残余瓦斯含量3.81m3/t,突出危险性显著降低,首采面作为保护层开采取得良好效果。
【关键词】：瓦斯涌出量 瓦斯来源 分源预测法 相似模拟 瓦斯治理
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• Contents11-14
• 引言14-16
• 1 绪论16-26
• 1.1 研究背景及意义17-19
• 1.1.1 课题研究背景17-19
• 1.1.2 课题研究意义19
• 1.2 国内外研究现状19-23
• 1.2.1 瓦斯来源的研究19
• 1.2.2 矿井瓦斯涌出量预测的研究19-20
• 1.2.3 瓦斯抽采研究状况20-23
• 1.3 存在的主要问题23
• 1.4 论文的主要内容及研究思路23-26
• 2 综采工作面概况及瓦斯基础参数测定26-38
• 2.1 工作面概况26-29
• 2.1.1 工作面巷道布置26-27
• 2.1.2 煤层及顶板状况27-28
• 2.1.3 地质构造情况28-29
• 2.1.4 水文地质情况29
• 2.2 瓦斯基础参数测算29-36
• 2.2.1 煤层瓦斯压力测定29-32
• 2.2.2 煤层瓦斯含量测定32-34
• 2.2.3 煤层透气性系数测定与计算34-36
• 2.3 本章小结36-38
• 3 综采工作面采空区裂隙场分布38-56
• 3.1 采空区覆岩破坏规律38-41
• 3.1.1 采动影响下采空区上覆岩层运动过程38-39
• 3.1.2 采场上覆岩层“三带”39
• 3.1.3 采动裂隙空间分布形态39-41
• 3.2 综采工作面采动裂隙区相似模拟试验41-54
• 3.2.1 相似材料模拟试验模型设计与制作41-47
• 3.2.2 采动影响下围岩位移结果47-53
• 3.2.3 采动影响下围岩破坏范围53-54
• 3.3 小结54-56
• 4 综采工作面瓦斯来源分析56-70
• 4.1 综采工作面瓦斯来源及构成56-61
• 4.1.1 综采工作面瓦斯来源56-57
• 4.1.2 综采工作面瓦斯构成57-61
• 4.2 综采工作面瓦斯涌出量预测61-65
• 4.2.1 综采工作面瓦斯涌出量预测方法61-64
• 4.2.2 1252(1)综采工作面瓦斯涌出量预测64-65
• 4.3 1252(1)工作面实际瓦斯涌出情况65-69
• 4.3.1 统计法研究1252(1)工作面瓦斯涌出情况65-68
• 4.3.2 实际瓦斯涌出情况与分源预测法对比68-69
• 4.4 本章小结69-70
• 5 综采工作面瓦斯综合治理技术70-84
• 5.1 本煤层瓦斯治理方法70-76
• 5.1.1 Y型通风方式70-71
• 5.1.2 顺层钻孔预抽71-72
• 5.1.3 充填墙埋管抽采72-73
• 5.1.4 顶板走向钻孔预抽73-76
• 5.2 邻近层瓦斯治理方法76-80
• 5.2.1 地面钻井抽采76-78
• 5.2.2 1252(3)底抽巷穿层钻孔抽采78-80
• 5.3 本章小结80-84
• 6. 结论及展望84-86
• 6.1 结论84-85
• 6.2 展望85-86
• 参考文献86-88
• 致谢88-89
• 作者简介及读研期间主要科研成果89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：325152