高效开采综放面裂隙带抽采技术研究

发布时间：2017-05-09 08:09

  本文关键词：高效开采综放面裂隙带抽采技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：综放工作面由于产量释放集中,造成瓦斯涌出强度大;同时,本煤层预抽后,现有通风、综放开采条件下,瓦斯集中涌出问题得不到解决。因此,必须考虑采动裂隙带瓦斯富集区域的裂隙带抽采措施。通过单一煤层分源预测法预测的相对与绝对瓦斯涌出量以及根据工作面断面、风速规定,确定N2202工作面在日产量为6000t、计划配风4000m3/min条件下,工作面绝对瓦斯涌出量为29.1 m3/min、极限风排瓦斯能力为58.4m3/min。运用UDEC软件模拟采高为6.31m的综放开采工作面覆岩动态演化过程;运用砌体梁与关键层理论计算确定冒落带与裂隙带的高度范围分别为36.2m、69m。水平分支井钻孔能够解决采空区冒落带与裂隙带过渡离层空间富集的瓦斯;通过多元回归分析确定千米钻机钻孔水平投影距回风巷距离对钻孔的抽采纯量影响呈负相关,并求出了线性相关公式;通过考察高位钻场距离工作面前方与后方采空区不同位置时抽采参数的变化,确定工作面前方应力集中范围以及采空区瓦斯抽采钻孔破坏特点;通过分析低位钻场平行设计的裂隙带钻孔高效抽采水平区间,几何计算得到低位钻场裂隙带钻孔高效抽采期间垂直层位的高度范围;结合两配对样本t检验,对不同设计参数下上隅角顶板插管钻孔抽采纯量的变化特征进行了统计分析,确定钻孔数量与抽采纯量呈显著的线性正相关性,钻孔方位角的改变能够提高部分钻孔的抽采纯量。通过对五种裂隙带钻孔抽采方式的考察、分析确定了每种抽采方式的设计参数与抽采参数的相关性。水平钻孔对于煤层顶板20m~60m采空区冒落带与断裂带过渡范围内形成的离层空间富集的瓦斯作用效果明显;通过对高位钻场钻孔、低位钻场裂隙带钻孔的考察分析发现,钻孔控制层位越低要求钻孔倾角越大。裂隙带钻孔抽采作用发挥后,综放开采产量翻倍、上隅角瓦斯浓度明显下降。
【关键词】：综放开采 UDEC软件模拟 裂隙带抽采 统计分析 空间协调
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 引言11-21
• 1.1 研究目的及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-19
• 1.2.1 对采动覆岩结构破坏特征的研究13-14
• 1.2.2 对采动裂隙带瓦斯渗透、扩散理论的研究14-15
• 1.2.3 对抽采技术进行的研究15-18
• 1.2.4 对综放开采的研究18-19
• 1.3 本文研究目的及主要研究内容19-21
• 1.3.1 研究目的19
• 1.3.2 研究内容19-20
• 1.3.3 论文特色与创新20
• 1.3.4 研究思路20-21
• 2 综放开采特点21-29
• 2.1 放顶煤开采技术原理21-22
• 2.2 余吾煤业N2202工作面综放开采特点22-28
• 2.2.1 N2202工作面概况22-23
• 2.2.2 N2202工作面煤层地质情况23-24
• 2.2.3 N2202工作面综放开采情况24-25
• 2.2.4 N2202综放面通风系统25-28
• 2.3 本章小结28-29
• 3 N2202综放面采空区“两带”动态发育特征的数值模拟29-41
• 3.1 建模过程29-33
• 3.1.1 建模规划29
• 3.1.2 确定模型连续体划分原则29-30
• 3.1.3 模型测量线与测量点的选择30-31
• 3.1.4 模型边界设定31
• 3.1.5 模型所需力学理论31-33
• 3.2 综放开采采空区上覆岩层发育特征模拟33-35
• 3.3 N2202综放面开采“两带”高度理论确定35-40
• 3.3.1 垮落带高度的确定35-37
• 3.3.2 裂隙带高度的确定37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 N2202综放面裂隙带抽采技术研究41-75
• 4.1 水平分支井裂隙带抽采技术41-50
• 4.1.1 技术总体目标41
• 4.1.2 钻孔施工简介41-42
• 4.1.3 钻井区地质概况42-45
• 4.1.4 设计依据及基本参数45-47
• 4.1.5 随工作面切入分支井距离抽采参数考察47-48
• 4.1.6 1#井与 2#井抽采效果对比48-49
• 4.1.7 总体抽采效果考察49-50
• 4.2 千米钻机裂隙带抽采技术50-57
• 4.2.1 技术背景及总体目标50-51
• 4.2.2 钻孔施工简介51-52
• 4.2.3 施工设计参数52-53
• 4.2.4 抽采参数考察53-54
• 4.2.5 回归统计分析54-57
• 4.3 高位钻场裂隙带抽采技术57-62
• 4.3.1 设计参数57-58
• 4.3.2 抽采参数考察分析58-62
• 4.4 低位裂隙孔抽采技术62-68
• 4.4.1 施工设计参数63-64
• 4.4.2 施工设计参数的优化64-65
• 4.4.3 抽采效果考察65-68
• 4.5 上隅角顶板插管抽采技术68-73
• 4.5.1 上隅角插管设计参数的确定68-70
• 4.5.2 上隅角插管抽采参数考察70-71
• 4.5.3 上隅角插管抽采参数统计分析71-73
• 4.6 本章小结73-75
• 5 N2202工作面裂隙带空间协同抽采及效果检验75-87
• 5.1 裂隙带抽采方式协同75-81
• 5.1.1 裂隙带抽采方式抽采量协同75
• 5.1.2 五种抽采方式空间协同75-81
• 5.2 五种采动裂隙带抽采钻孔协同抽采效果81-84
• 5.2.1 抽采率对比分析81-83
• 5.2.2 上隅角瓦斯浓度变化分析83-84
• 5.2.3 工作面产量变化情况84
• 5.3 本章小结84-87
• 6 结论与展望87-89
• 6.1 结论87-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-93
• 作者简历93-95
• 学位论文数据集95

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