象山矿松软煤层瓦斯立体抽采技术研究
发布时间：2021-10-30 20:48
瓦斯抽采是防治瓦斯灾害的根本途径之一,高效运行的瓦斯抽采系统是保证抽采效果的前提。目前我国高瓦斯矿井都建立有瓦斯抽采系统,但出现的问题也越来越多。本文基于对象山煤矿瓦斯赋存和运移规律研究,设计了一套松软煤层瓦斯立体抽采系统,并建立瓦斯抽采系统评价指标体系及综合评价模型,对象山煤矿瓦斯抽采系统进行综合评价。结合象山煤矿瓦斯抽采系统的运行规律及其评价结果对象山煤矿瓦斯抽采系统提出针对性的瓦斯抽采管理机制,有效的解决了象山煤矿松软煤层瓦斯抽采难题,对保障象山矿生产安全具有重要的意义。通过对象山矿3、5、11号煤层瓦斯赋存及运移规律研究得出:象山矿瓦斯的赋存规律是由埋深、底板标高、地质构造等多个因素综合作用的结果,而且每个煤层瓦斯赋存受影响因素也不同。由于象山矿区地质构造多分布于矿井边缘部,造成了井田边缘处瓦斯含量较小、中部瓦斯含量较大。对于3个煤层而言,井田范围内由北向南瓦斯含量逐渐呈现高-低-高的特征。象山矿为松软煤层,通过对软硬煤SEM图研究发现松软煤体裂隙、孔隙复杂,为瓦斯赋存提供了较大空间,使得瓦斯在其中的运移相对较为复杂。根据象山矿开采现状和瓦斯赋存及运移规律,设计了一套由地面瓦斯...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
象山煤矿位置概况图
.1 瓦斯在采空区运移规律研究第三章第一节中对象山矿瓦斯的赋存规律进行了研究，得到了象山矿瓦斯赋存控因素。当工作面开始推进时，采煤工作会破坏原有的瓦斯赋存平衡，瓦斯随开采产生运移。工作面推进过程中采空区形成和顶板的冒落、下沉、破断是导来赋存状态产生改变的主要原因，因此瓦斯从煤层及围岩中通过顶板的冒落、等形成的空隙向着采空区和工作面流动，甚至大量的涌出。本节既从此入手对空区内的运移规律进行研究。（1）采空区顶板卸压上覆岩层移动引起的瓦斯运移对于象山煤矿21501综采工作面而言，在煤层开采过程中，不但5#煤层瓦斯会涌上覆已采的 21301、21302 等工作面采空区瓦斯也会逸出，因此需要研究 215作面采空区顶板卸压上覆岩层移动规律。图 3.13“横三区”、“竖三带”结构是基于“砌体梁”理论对采动影响岩体移整体认识建立的，沿 21501 综采工作面由下而上将采空区上覆岩层移动划分 3地带，沿推进方向上覆岩层分别过煤壁支撑影响区、离层区、重新压实区。
存提供了较大空间，使得瓦斯在其中的运移相对较为复杂，如图 3.17 所示。a.某矿硬煤SEM b.某矿软煤SEM图3.17 软硬煤SEM图像对比图 3.17 为某矿软硬煤 SEM 图，从图 a 中可以看出，硬煤表面裂隙较少，特别是孔隙更少，表面较为光滑；而图 b 可以看出，软煤表面密布着裂隙、孔隙，为瓦斯的储存提供了良好的空间，因此瓦斯在软煤中的流动特征明显与硬煤不同。而韩城矿区是我国著名的三软煤层分布区，煤体强度小于 0.5，煤与瓦斯突出情况严重，因此分析瓦斯在松软煤层流动状态具有重要的意义。3.2.4 瓦斯运移主控因素的确定由于煤层孔隙-裂隙结构较为复杂
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿井瓦斯抽采网络动态管理及优化探讨[J]. 宋长江,年军,任志成. 中州煤炭. 2016(12)
[2]煤层瓦斯抽采钻孔密封理论模型与工程技术研究[J]. 周福宝,孙玉宁,李海鉴,余国锋. 中国矿业大学学报. 2016(03)
[3]煤粒多尺度孔隙中瓦斯扩散机理及动扩散系数新模型[J]. 李志强,刘勇,许彦鹏,宋党育. 煤炭学报. 2016(03)
[4]深部低透气性首采层煤与瓦斯气固耦合模型[J]. 刘清泉,程远平,李伟,金侃,何涛,赵伟. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[5]瓦斯抽采过程中孔壁的动态响应分析[J]. 徐平,李小春,周新民. 岩土力学. 2015(01)
[6]基于Klinkenberg效应影响的煤体瓦斯渗流规律及其渗透率计算方法[J]. 王登科,魏建平,付启超,刘勇. 煤炭学报. 2014(10)
[7]平顶山矿区煤体微观结构的扫描电镜分析[J]. 王满,王英伟. 煤矿安全. 2014(07)
[8]煤体孔径分布特征及其对瓦斯吸附的影响[J]. 李子文,林柏泉,郝志勇,高亚斌. 中国矿业大学学报. 2013(06)
[9]顺层钻孔预抽突出煤层瓦斯技术研究[J]. 谢雄刚,李希建,余照阳. 煤炭科学技术. 2013(01)
[10]热力耦合作用下深部煤层渗流规律试验研究[J]. 吴迪,孙可明,陈治宇. 安全与环境学报. 2012(05)
博士论文
[1]突出危险煤层群卸压瓦斯抽采技术优化及防突可靠性研究[D]. 刘彦伟.中国矿业大学 2013
硕士论文
[1]含瓦斯煤成型条件优化及煤层气开采物理模拟试验研究[D]. 苏小鹏.重庆大学 2014
本文编号：3467405
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
象山煤矿位置概况图
.1 瓦斯在采空区运移规律研究第三章第一节中对象山矿瓦斯的赋存规律进行了研究，得到了象山矿瓦斯赋存控因素。当工作面开始推进时，采煤工作会破坏原有的瓦斯赋存平衡，瓦斯随开采产生运移。工作面推进过程中采空区形成和顶板的冒落、下沉、破断是导来赋存状态产生改变的主要原因，因此瓦斯从煤层及围岩中通过顶板的冒落、等形成的空隙向着采空区和工作面流动，甚至大量的涌出。本节既从此入手对空区内的运移规律进行研究。（1）采空区顶板卸压上覆岩层移动引起的瓦斯运移对于象山煤矿21501综采工作面而言，在煤层开采过程中，不但5#煤层瓦斯会涌上覆已采的 21301、21302 等工作面采空区瓦斯也会逸出，因此需要研究 215作面采空区顶板卸压上覆岩层移动规律。图 3.13“横三区”、“竖三带”结构是基于“砌体梁”理论对采动影响岩体移整体认识建立的，沿 21501 综采工作面由下而上将采空区上覆岩层移动划分 3地带，沿推进方向上覆岩层分别过煤壁支撑影响区、离层区、重新压实区。
存提供了较大空间，使得瓦斯在其中的运移相对较为复杂，如图 3.17 所示。a.某矿硬煤SEM b.某矿软煤SEM图3.17 软硬煤SEM图像对比图 3.17 为某矿软硬煤 SEM 图，从图 a 中可以看出，硬煤表面裂隙较少，特别是孔隙更少，表面较为光滑；而图 b 可以看出，软煤表面密布着裂隙、孔隙，为瓦斯的储存提供了良好的空间，因此瓦斯在软煤中的流动特征明显与硬煤不同。而韩城矿区是我国著名的三软煤层分布区，煤体强度小于 0.5，煤与瓦斯突出情况严重，因此分析瓦斯在松软煤层流动状态具有重要的意义。3.2.4 瓦斯运移主控因素的确定由于煤层孔隙-裂隙结构较为复杂
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿井瓦斯抽采网络动态管理及优化探讨[J]. 宋长江,年军,任志成. 中州煤炭. 2016(12)
[2]煤层瓦斯抽采钻孔密封理论模型与工程技术研究[J]. 周福宝,孙玉宁,李海鉴,余国锋. 中国矿业大学学报. 2016(03)
[3]煤粒多尺度孔隙中瓦斯扩散机理及动扩散系数新模型[J]. 李志强,刘勇,许彦鹏,宋党育. 煤炭学报. 2016(03)
[4]深部低透气性首采层煤与瓦斯气固耦合模型[J]. 刘清泉,程远平,李伟,金侃,何涛,赵伟. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[5]瓦斯抽采过程中孔壁的动态响应分析[J]. 徐平,李小春,周新民. 岩土力学. 2015(01)
[6]基于Klinkenberg效应影响的煤体瓦斯渗流规律及其渗透率计算方法[J]. 王登科,魏建平,付启超,刘勇. 煤炭学报. 2014(10)
[7]平顶山矿区煤体微观结构的扫描电镜分析[J]. 王满,王英伟. 煤矿安全. 2014(07)
[8]煤体孔径分布特征及其对瓦斯吸附的影响[J]. 李子文,林柏泉,郝志勇,高亚斌. 中国矿业大学学报. 2013(06)
[9]顺层钻孔预抽突出煤层瓦斯技术研究[J]. 谢雄刚,李希建,余照阳. 煤炭科学技术. 2013(01)
[10]热力耦合作用下深部煤层渗流规律试验研究[J]. 吴迪,孙可明,陈治宇. 安全与环境学报. 2012(05)
博士论文
[1]突出危险煤层群卸压瓦斯抽采技术优化及防突可靠性研究[D]. 刘彦伟.中国矿业大学 2013
硕士论文
[1]含瓦斯煤成型条件优化及煤层气开采物理模拟试验研究[D]. 苏小鹏.重庆大学 2014
本文编号：3467405
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