常村矿高瓦斯煤巷掘进通风排放与超前预抽瓦斯综合治理技术研究
发布时间：2021-09-01 00:46
随着我国煤矿的开采,浅煤层的煤炭资源逐渐开采殆尽,越来越深层位的煤炭相继被开采,随着开采水平的延伸,煤层中的瓦斯含量和瓦斯压力逐渐增加,瓦斯对煤层开采的威胁也逐渐增加。在高瓦斯煤巷掘进过程中,瓦斯浓度频频超限成为制约高瓦斯煤巷掘进速度提高的瓶颈,仅仅依靠通风排放瓦斯技术很难完全消除煤巷掘进中的瓦斯浓度超限。在众多煤巷掘进的瓦斯治理技术中,对煤层瓦斯进行预抽是减少瓦斯涌出量、消除瓦斯浓度超限和预防瓦斯灾害最有效的方法之一。本文以潞安矿区常村煤矿2302回风掘进巷为研究对象,针对2302回风巷掘进过程中瓦斯浓度经常超限的问题进行研究,利用现场实测、参数优化、理论分析、数值模拟分析等方法,通过对2302回风掘进巷通风参数优化和通风设备优选,以及对瓦斯超前预抽钻场及其钻孔的设计,解决2302回风掘进巷掘进过程中瓦斯浓度频繁超限的问题。主要研究成果如下:（1）分析不同埋深的煤层瓦斯含量,得出煤层瓦斯含量与不同煤层埋深之间具有线性相回归方程W=0.042H-10.76（其中R2=0.907）,根据相关资料并计算得出:常村煤矿23采区内煤层瓦斯含量最低为9.86 m3...
【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】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
潞安矿区常村煤矿3号煤层瓦斯赋存地质图
工程硕士专业学位论文8瓦斯分布的影响较小，在研究煤层瓦斯含量梯度时可以将其忽略，另外将常村煤矿井田看做无较大断层的整体。通过对常村煤矿所在区域进行地质探测，得到不同煤层埋深的瓦斯含量数据，见表2-1。表2-1不同煤层埋深对应瓦斯含量Table2-1Gascontentcorrespondingtodifferentburieddepthsofcoalseams煤层埋深(m)340403436469487498588596623638775瓦斯含量（m3/t）5.215.49.827.788.398.1814.8813.117.617.8621.52通过分析表2-1中不同煤层埋藏深度与所对应的瓦斯含量，得到下图。由图可知，在煤层埋深增加的同时，瓦斯含量也随之增加，两者之间呈现正相关规律，并且两者的关系与一条斜线拟合，其回归方程的斜率和截距分别可以根据图中斜线得出，其回归方程为：W=0.042H-10.76(其中R2=0.907)(2.1)式中：W—常村煤矿3#煤层瓦斯含量，m3/t；H—煤层埋藏深度，m。图2-2煤层瓦斯含量与煤层埋深关系图Figure2-2Relationdiagrambetweencoalseamgascontentandcoalseamelevation根据相关资料可知，常村煤矿23采区的煤层埋藏深度为491m至533m。分别把埋深491米和533米代入回归方程，算出：常村煤矿23采区中瓦斯含量最低为9.86m3/t，最高为11.62m3/t。为了验证所得结论，在回风掘进巷中随机选取4测点，然后测量测点处煤层中的绝对瓦斯含量，得到的数据分别为9.73m3/t、9.98m3/t、10.26m3/t、11.38m3/t，通过测定得到的的4个煤层瓦斯含量数值均
2瓦斯赋存规律及通风参数优化11表2-2（续）参数单位数值瓦斯动力粘性系数Pa·s1.08*10-5煤的密度t/m31.4瓦斯压力梯度MPa/100m1.2瓦斯放散初速度ΔP2煤的坚固性系数f0.12-0.85煤的挥发分%36am3/t31.25bMPa-11.0772.2.2煤巷掘进过程中风量与瓦斯浓度测定及分析（1）2302回风掘进巷瓦斯参数测定为了获得2302回风掘进巷瓦斯参数以及瓦斯涌出规律，在2302回风掘进巷布置测点。如图2-3所示，从掘进头向外依次布置9个测点，且测点间隔由掘进工作面向外依次增加，主要测定测点所在位置巷道截面参数以及测点风速和瓦斯浓度。图2-32302回风巷测点布置Figure2-3Layoutofmeasuringpointsin2302returnairway经过多次现场实测与记录，得到个测点相关参数如下表所示。表2-3各测点现场测定参数汇总表Table2-3Summarytableoffieldmeasurementparametersofeachmeasuringpoint测点编号测点距掘进头距离（m）测点暴露时间（d）测点处巷道断面断面面积（m2）测定时间测点处风速（m/s）风流中瓦斯浓度（％）12015.412月17日上午1.720.1412月17日下午1.700.1812月18日上午1.690.1712月18日下午1.690.12
【参考文献】：
期刊论文
[1]深部煤矿开采瓦斯综合治理技术研究[J]. 王春光,张东旭. 煤炭科学技术. 2013(08)
[2]煤矿瓦斯抽采达标与抽采管理技术途径探讨[J]. 韩真理. 煤矿安全. 2013(07)
[3]聚隆煤矿钻孔有效抽放半径测定方案设计[J]. 李占涛,钟后选,王晓峰,张占存. 煤矿安全. 2013(07)
[4]基于瓦斯抽采钻孔的煤矿瓦斯地质精细勘查[J]. 崔洪庆,李德军,马宵. 煤田地质与勘探. 2013(03)
[5]煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术[J]. 姚宁平. 煤矿安全. 2008(10)
[6]SF6气体示踪法测定钻孔瓦斯抽放有效半径[J]. 陈金玉,马丕梁,孔一凡,马超. 煤矿安全. 2008(09)
[7]高抽巷瓦斯抽放技术在天池煤矿的应用[J]. 耿玉德,孙新荣,曲宗波,王学洋. 煤矿现代化. 2007(05)
[8]合理确定煤矿瓦斯抽采量及抽采系统的探讨[J]. 陈明. 煤炭工程. 2007(09)
[9]我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题[J]. 彭成. 中国煤炭. 2007(02)
[10]低透气性煤层瓦斯抽采增流技术[J]. 易丽军,俞启香. 矿业安全与环保. 2005(06)
博士论文
[1]静电场对煤样吸附解吸瓦斯影响的实验研究[D]. 雷东记.中国矿业大学(北京) 2012
硕士论文
[1]突出煤层长距离定向钻孔瓦斯区域消突技术研究[D]. 马晟翔.贵州大学 2019
[2]常村矿高抽巷合理层位布置及钻孔抽采技术研究[D]. 张跟柱.中国矿业大学 2018
[3]潘三矿11-2煤瓦斯钻孔抽采半径研究[D]. 徐华礼.安徽理工大学 2017
[4]钻孔瓦斯抽采有效半径的数值模拟研究[D]. 张玉莹.河南理工大学 2015
[5]贵州松河煤矿穿层钻孔参数优化研究[D]. 陆胜辉.贵州大学 2015
[6]钱营孜煤矿32煤层瓦斯基础参数测定现场技术研究[D]. 车志飞.安徽理工大学 2014
[7]本煤层钻孔参数与瓦斯抽采效果关系研究[D]. 李长兴.河南理工大学 2014
[8]丁集煤矿煤层瓦斯基础参数及抽采影响半径测试研究[D]. 李祥龙.安徽理工大学 2013
[9]沙曲矿4煤层顺层抽采瓦斯运移规律数值模拟研究[D]. 袁欣鹏.辽宁工程技术大学 2013
[10]计算机模拟辅助SF6气体示踪法测定钻孔抽采有效半径研究[D]. 宋超.河南理工大学 2012
本文编号：3375941
【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】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
潞安矿区常村煤矿3号煤层瓦斯赋存地质图
工程硕士专业学位论文8瓦斯分布的影响较小，在研究煤层瓦斯含量梯度时可以将其忽略，另外将常村煤矿井田看做无较大断层的整体。通过对常村煤矿所在区域进行地质探测，得到不同煤层埋深的瓦斯含量数据，见表2-1。表2-1不同煤层埋深对应瓦斯含量Table2-1Gascontentcorrespondingtodifferentburieddepthsofcoalseams煤层埋深(m)340403436469487498588596623638775瓦斯含量（m3/t）5.215.49.827.788.398.1814.8813.117.617.8621.52通过分析表2-1中不同煤层埋藏深度与所对应的瓦斯含量，得到下图。由图可知，在煤层埋深增加的同时，瓦斯含量也随之增加，两者之间呈现正相关规律，并且两者的关系与一条斜线拟合，其回归方程的斜率和截距分别可以根据图中斜线得出，其回归方程为：W=0.042H-10.76(其中R2=0.907)(2.1)式中：W—常村煤矿3#煤层瓦斯含量，m3/t；H—煤层埋藏深度，m。图2-2煤层瓦斯含量与煤层埋深关系图Figure2-2Relationdiagrambetweencoalseamgascontentandcoalseamelevation根据相关资料可知，常村煤矿23采区的煤层埋藏深度为491m至533m。分别把埋深491米和533米代入回归方程，算出：常村煤矿23采区中瓦斯含量最低为9.86m3/t，最高为11.62m3/t。为了验证所得结论，在回风掘进巷中随机选取4测点，然后测量测点处煤层中的绝对瓦斯含量，得到的数据分别为9.73m3/t、9.98m3/t、10.26m3/t、11.38m3/t，通过测定得到的的4个煤层瓦斯含量数值均
2瓦斯赋存规律及通风参数优化11表2-2（续）参数单位数值瓦斯动力粘性系数Pa·s1.08*10-5煤的密度t/m31.4瓦斯压力梯度MPa/100m1.2瓦斯放散初速度ΔP2煤的坚固性系数f0.12-0.85煤的挥发分%36am3/t31.25bMPa-11.0772.2.2煤巷掘进过程中风量与瓦斯浓度测定及分析（1）2302回风掘进巷瓦斯参数测定为了获得2302回风掘进巷瓦斯参数以及瓦斯涌出规律，在2302回风掘进巷布置测点。如图2-3所示，从掘进头向外依次布置9个测点，且测点间隔由掘进工作面向外依次增加，主要测定测点所在位置巷道截面参数以及测点风速和瓦斯浓度。图2-32302回风巷测点布置Figure2-3Layoutofmeasuringpointsin2302returnairway经过多次现场实测与记录，得到个测点相关参数如下表所示。表2-3各测点现场测定参数汇总表Table2-3Summarytableoffieldmeasurementparametersofeachmeasuringpoint测点编号测点距掘进头距离（m）测点暴露时间（d）测点处巷道断面断面面积（m2）测定时间测点处风速（m/s）风流中瓦斯浓度（％）12015.412月17日上午1.720.1412月17日下午1.700.1812月18日上午1.690.1712月18日下午1.690.12
【参考文献】：
期刊论文
[1]深部煤矿开采瓦斯综合治理技术研究[J]. 王春光,张东旭. 煤炭科学技术. 2013(08)
[2]煤矿瓦斯抽采达标与抽采管理技术途径探讨[J]. 韩真理. 煤矿安全. 2013(07)
[3]聚隆煤矿钻孔有效抽放半径测定方案设计[J]. 李占涛,钟后选,王晓峰,张占存. 煤矿安全. 2013(07)
[4]基于瓦斯抽采钻孔的煤矿瓦斯地质精细勘查[J]. 崔洪庆,李德军,马宵. 煤田地质与勘探. 2013(03)
[5]煤矿井下瓦斯抽采钻孔施工技术[J]. 姚宁平. 煤矿安全. 2008(10)
[6]SF6气体示踪法测定钻孔瓦斯抽放有效半径[J]. 陈金玉,马丕梁,孔一凡,马超. 煤矿安全. 2008(09)
[7]高抽巷瓦斯抽放技术在天池煤矿的应用[J]. 耿玉德,孙新荣,曲宗波,王学洋. 煤矿现代化. 2007(05)
[8]合理确定煤矿瓦斯抽采量及抽采系统的探讨[J]. 陈明. 煤炭工程. 2007(09)
[9]我国煤矿瓦斯抽采与利用的现状及问题[J]. 彭成. 中国煤炭. 2007(02)
[10]低透气性煤层瓦斯抽采增流技术[J]. 易丽军,俞启香. 矿业安全与环保. 2005(06)
博士论文
[1]静电场对煤样吸附解吸瓦斯影响的实验研究[D]. 雷东记.中国矿业大学(北京) 2012
硕士论文
[1]突出煤层长距离定向钻孔瓦斯区域消突技术研究[D]. 马晟翔.贵州大学 2019
[2]常村矿高抽巷合理层位布置及钻孔抽采技术研究[D]. 张跟柱.中国矿业大学 2018
[3]潘三矿11-2煤瓦斯钻孔抽采半径研究[D]. 徐华礼.安徽理工大学 2017
[4]钻孔瓦斯抽采有效半径的数值模拟研究[D]. 张玉莹.河南理工大学 2015
[5]贵州松河煤矿穿层钻孔参数优化研究[D]. 陆胜辉.贵州大学 2015
[6]钱营孜煤矿32煤层瓦斯基础参数测定现场技术研究[D]. 车志飞.安徽理工大学 2014
[7]本煤层钻孔参数与瓦斯抽采效果关系研究[D]. 李长兴.河南理工大学 2014
[8]丁集煤矿煤层瓦斯基础参数及抽采影响半径测试研究[D]. 李祥龙.安徽理工大学 2013
[9]沙曲矿4煤层顺层抽采瓦斯运移规律数值模拟研究[D]. 袁欣鹏.辽宁工程技术大学 2013
[10]计算机模拟辅助SF6气体示踪法测定钻孔抽采有效半径研究[D]. 宋超.河南理工大学 2012
本文编号：3375941
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