坚硬顶板保护层沿空留巷Y型通风煤与瓦斯共采技术研究
发布时间：2021-11-16 11:43
保护层“Y”型通风工作面无煤柱开采中回风巷瓦斯超限问题严重制约无煤柱开采的推广。论文以羊东矿8463保护层“Y”型通风工作面无煤柱开采中回风巷瓦斯浓度超限问题为研究对象,总结8463采面及采空区瓦斯涌出及分布规律,应用FLAC软件模拟采场上覆岩层裂隙发育状况,优化设计采场上邻近层高、低位钻孔瓦斯抽放参数；应用FLUENT数值模拟确定了均压调节采空区瓦斯方案,以此控制回风巷瓦斯浓度超限；以煤层残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、煤层透气性系数与瓦斯抽放率作为考察指标对上述方案应用效果进行考察,现场应用实践表明四项指标都满足规定要求,达到设计需要。
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
详细摘要
Detailed Abstract
1 引言
1.1 研究背景、目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目标和内容
1.4 研究技术路线
2 保护层开采及瓦斯抽采基础理论
2.1 开采保护层国内外研究现状
2.2 保护层覆岩破坏特征及分布形态
2.3 开采保护层覆岩破坏力学分析
2.4 覆岩破断瓦斯通道的形成
2.5 关键层断裂对被保护层的影响
2.6 上覆岩层破坏高度及状态的影响因素研究
2.7 采空区瓦斯运移、瓦斯抽放基础理论
2.8 本章小结
3 实验矿井瓦斯涌出规律及影响因素分析
3.1 实验矿井基本概况
3.2 工作面瓦斯涌出地质规律分析
3.3 实验邻近工作面瓦斯涌出规律分析
3.4 实验工作面保护层开采效果预测
3.5 实验工作面瓦斯涌出规律研究
3.6 实验工作面与其邻近工作面瓦斯涌出对比分析研究
3.7 实验工作面被保护煤层瓦斯资源评估
3.8 本章小结
4 实验采煤工作面开采上覆岩层裂隙发育模拟
4.1 工作面概况
4.2 建立计算模型
4.3 模拟结果
4.4 模拟分析结论
5 高、低位钻孔抽放上邻近层瓦斯
5.1 实验采煤工作面抽放土邻近层瓦斯
5.2 上邻近层瓦斯的高、低位钻孔抽放技术
5.3 钻孔参数优化设计
5.4 回风侧卸压带钻场抽放参数设计
5.5 本章小结
6 实验工作面采空区瓦斯均压控制技术
6.1 无煤柱留巷“Y”型通风系统技术特点
6.2 无煤柱留巷“Y”型通风采空区瓦斯分布规律
6.3 基于FLUENT数值模拟选取均压调节方案及优选
6.4 本章小结
7 实验采煤工作面开采效果考察
7.1 实验工作面开采效果考察指标的选取
7.2 煤层原始与残余瓦斯含量的对比分析
7.3 煤层残余瓦斯压力效果分析
7.4 煤层透气性系数变化效果分析
7.5 瓦斯抽放率分析
7.6 本章小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
在学期间发表论文、参加科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]保护层开采过程中煤岩损伤与瓦斯渗透性的变化研究[J]. 高峰,许爱斌,周福宝. 煤炭学报. 2011(12)
[2]铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群卸压煤层气抽采钻孔布置[J]. 王旭锋,张东升,李国君,任廷祥,王晓东. 煤炭学报. 2011(08)
[3]邻近层瓦斯越流规律及其卸压保护范围[J]. 胡国忠,王宏图,范晓刚. 煤炭学报. 2010(10)
[4]采空区瓦斯渗流规律的CFD模拟[J]. 金龙哲,姚伟,张君. 煤炭学报. 2010(09)
[5]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)
[6]综采采空区瓦斯运移规律及抽采研究[J]. 许满贵,林海飞,潘宏宇. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2010(02)
[7]回采工作面瓦斯涌出及防治技术研究现状及分析[J]. 王中伟,马小涛,李智勇,于兵. 煤矿现代化. 2010(02)
[8]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)
[9]近距离上保护层开采工作面瓦斯涌出及瓦斯抽采参数优化[J]. 王海锋,程远平,吴冬梅,刘洪永. 煤炭学报. 2010(04)
[10]瓦斯抽采孔孔距及煤层透气性的测定方法[J]. 屈先朝. 煤炭学报. 2009(11)
博士论文
[1]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
[2]高瓦斯易自燃采空区瓦斯与自燃耦合研究[D]. 李宗翔.辽宁工程技术大学 2007
硕士论文
[1]底抽巷上向穿层钻孔抽放远程卸压瓦斯技术研究[D]. 汪有清.安徽理工大学 2006
[2]煤层瓦斯流动理论模拟研究[D]. 王晓亮.太原理工大学 2003
[3]影响煤层气富集成藏的构造条件研究[D]. 王红岩.中国地质大学（北京） 2003
本文编号：3498818
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
详细摘要
Detailed Abstract
1 引言
1.1 研究背景、目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目标和内容
1.4 研究技术路线
2 保护层开采及瓦斯抽采基础理论
2.1 开采保护层国内外研究现状
2.2 保护层覆岩破坏特征及分布形态
2.3 开采保护层覆岩破坏力学分析
2.4 覆岩破断瓦斯通道的形成
2.5 关键层断裂对被保护层的影响
2.6 上覆岩层破坏高度及状态的影响因素研究
2.7 采空区瓦斯运移、瓦斯抽放基础理论
2.8 本章小结
3 实验矿井瓦斯涌出规律及影响因素分析
3.1 实验矿井基本概况
3.2 工作面瓦斯涌出地质规律分析
3.3 实验邻近工作面瓦斯涌出规律分析
3.4 实验工作面保护层开采效果预测
3.5 实验工作面瓦斯涌出规律研究
3.6 实验工作面与其邻近工作面瓦斯涌出对比分析研究
3.7 实验工作面被保护煤层瓦斯资源评估
3.8 本章小结
4 实验采煤工作面开采上覆岩层裂隙发育模拟
4.1 工作面概况
4.2 建立计算模型
4.3 模拟结果
4.4 模拟分析结论
5 高、低位钻孔抽放上邻近层瓦斯
5.1 实验采煤工作面抽放土邻近层瓦斯
5.2 上邻近层瓦斯的高、低位钻孔抽放技术
5.3 钻孔参数优化设计
5.4 回风侧卸压带钻场抽放参数设计
5.5 本章小结
6 实验工作面采空区瓦斯均压控制技术
6.1 无煤柱留巷“Y”型通风系统技术特点
6.2 无煤柱留巷“Y”型通风采空区瓦斯分布规律
6.3 基于FLUENT数值模拟选取均压调节方案及优选
6.4 本章小结
7 实验采煤工作面开采效果考察
7.1 实验工作面开采效果考察指标的选取
7.2 煤层原始与残余瓦斯含量的对比分析
7.3 煤层残余瓦斯压力效果分析
7.4 煤层透气性系数变化效果分析
7.5 瓦斯抽放率分析
7.6 本章小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 创新点
8.3 展望
参考文献
致谢
作者简介
在学期间发表论文、参加科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]保护层开采过程中煤岩损伤与瓦斯渗透性的变化研究[J]. 高峰,许爱斌,周福宝. 煤炭学报. 2011(12)
[2]铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群卸压煤层气抽采钻孔布置[J]. 王旭锋,张东升,李国君,任廷祥,王晓东. 煤炭学报. 2011(08)
[3]邻近层瓦斯越流规律及其卸压保护范围[J]. 胡国忠,王宏图,范晓刚. 煤炭学报. 2010(10)
[4]采空区瓦斯渗流规律的CFD模拟[J]. 金龙哲,姚伟,张君. 煤炭学报. 2010(09)
[5]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)
[6]综采采空区瓦斯运移规律及抽采研究[J]. 许满贵,林海飞,潘宏宇. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2010(02)
[7]回采工作面瓦斯涌出及防治技术研究现状及分析[J]. 王中伟,马小涛,李智勇,于兵. 煤矿现代化. 2010(02)
[8]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)
[9]近距离上保护层开采工作面瓦斯涌出及瓦斯抽采参数优化[J]. 王海锋,程远平,吴冬梅,刘洪永. 煤炭学报. 2010(04)
[10]瓦斯抽采孔孔距及煤层透气性的测定方法[J]. 屈先朝. 煤炭学报. 2009(11)
博士论文
[1]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
[2]高瓦斯易自燃采空区瓦斯与自燃耦合研究[D]. 李宗翔.辽宁工程技术大学 2007
硕士论文
[1]底抽巷上向穿层钻孔抽放远程卸压瓦斯技术研究[D]. 汪有清.安徽理工大学 2006
[2]煤层瓦斯流动理论模拟研究[D]. 王晓亮.太原理工大学 2003
[3]影响煤层气富集成藏的构造条件研究[D]. 王红岩.中国地质大学（北京） 2003
本文编号：3498818
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