水力冲孔强化瓦斯预抽区域防突技术研究

发布时间：2022-07-11 10:51

　　我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一，瓦斯突出具有明显的区域性，即突出矿井分布呈南多北少、南重北轻的趋势。我国发生煤与瓦斯突出死亡事故较多的省份集中在湖南、贵州、重庆、四川等南方省市，占全国突出事故总数的74.31%，其中湖南省的煤与瓦斯突出事故最为严重。湖南省煤矿安全生产形势令人担忧，防治煤与瓦斯突出工作极其艰巨；罗卜安煤矿是湖南省典型的突出矿井，在罗卜安煤矿开展区域瓦斯治理专项示范工程意义重大。本文通过对煤层瓦斯基本参数的测定，重点研究罗卜安煤矿煤层突出危险程度，采用单项指标法和模糊评价法对煤层的突出危险性进行了评价；采用理论分析和现场试验相结合的方式，对水力冲孔强化增透技术的增透机理、工艺流程及合理工艺参数进行了研究，并以此为基础进行了钻孔瓦斯抽采有效影响半径的对比研究；以水力冲孔抽采有效影响半径为基础，研究了穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯防突机理，结合钻孔设计原则开展罗卜安煤矿工程应用实践，形成合理孔间距、合理孔径、合理封孔工艺及合理抽采负压等为一体的成套瓦斯抽采技术模式；最后通过区域综合防突技术在罗卜安煤矿的成功应用案例，总结分析了区域综合防突技术模式的技术优势和推广前景。 

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
目录
1 前言
    1.1 选题依据及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外防治煤与瓦斯突出技术研究现状
        1.2.2 国内外预抽煤层瓦斯区域防突技术研究现状
        1.2.3 预抽煤层瓦斯作为区域防突技术的优势
        1.2.4 我国预抽煤层瓦斯技术存在的问题及发展方向
    1.3 论文的研究内容
    1.4 论文的研究特色
    1.5 论文研究的技术路线
2 罗卜安煤矿煤层瓦斯基本参数及突出危险性研究
    2.1 矿井概况
        2.1.1 井田地质构造特征
        2.1.2 煤层赋存特征
        2.1.3 煤层结构特点及成因分析
    2.2 煤层瓦斯基本参数测试
    2.3 罗卜安煤矿煤层突出危险性研究
        2.3.1 单项指标法
        2.3.2. 模糊评价法
        2.3.3 煤层突出危险性评价结果
    2.4 本章小结
3 罗卜安煤矿防突体系现状及存在的问题
    3.1 罗卜安煤矿防突体系现状
        3.1.1 区域防突措施实施现状
        3.1.2 局部防突措施实施现状
    3.2 罗卜安煤矿防突体系防突效果现状
        3.2.1 区域防突措施防突效果
        3.2.2 局部防突措施防突效果现状
        3.2.3 矿井瓦斯抽采现状
    3.3 罗卜安煤矿防突体系存在的问题
    3.4 本章小结
4 罗卜安煤矿区域综合防突技术模式优选
    4.1 区域综合防突技术优选
        4.1.1 开采保护层适用条件分析
        4.1.2 预抽煤层瓦斯适用条件分析
        4.1.3 罗卜安煤矿煤层强化增透必要性分析
    4.2 罗卜安煤矿区域综合防突技术模式的确定
    4.3 矿井瓦斯抽采系统能力评价
        4.3.1 矿井瓦斯抽采系统优化
        4.3.2 矿井瓦斯抽采系统能力评价
    4.4 本章小结
5 水力冲孔增透技术现场试验
    5.1 强化预抽煤层瓦斯技术研究现状
    5.2 煤层增透技术研究现状
    5.3 罗卜安煤矿强化增透技术优选
    5.4 水力冲孔理论基础研究
        5.4.1 水射流技术概况
        5.4.2 水射流几何和动力特征
        5.4.3 水射流的破煤机理
    5.5 水力冲孔系统及工艺流程
        5.5.1 水力冲孔系统
        5.5.2 水力冲孔工艺流程
    5.6 水力冲孔合理技术参数研究
        5.6.1 高压水射流压力损失计算
        5.6.2 水力冲孔水射流破煤压力计算
        5.6.3 水力冲孔合理工艺参数研究
    5.7 水力冲孔影响半径考察
        5.7.1 沿煤层走向穿层钻孔水力冲孔影响半径
        5.7.2 沿煤层倾向穿层钻孔水力冲孔影响半径
        5.7.3 测试结果分析
    5.8 水力冲孔效果考察
        5.8.1 水力冲孔期间瓦斯涌出量计算
        5.8.2 水力冲孔扩孔效应
        5.8.3 水力冲孔后钻孔预抽瓦斯浓度
    5.9 水力冲孔技术优势分析
        5.9.1 煤层透气性对比研究
        5.9.2 抽采有效影响半径对比研究
        5.9.3 瓦斯抽采效果对比考察
    5.10 本章小结
6 穿层钻孔合理布孔参数研究
    6.1 穿层钻孔预抽煤层瓦斯防突机理
    6.2 穿层钻孔设计的原则
    6.3 穿层抽采钻孔合理孔间距考察
        6.3.1 水力冲孔后抽采有效影响半径考察
        6.3.2 穿层钻孔孔间距的确定
    6.4 钻孔合理孔径研究
    6.5 合理封孔方式及封孔长度研究
    6.6 合理抽采负压研究
    6.7 本章小结
7 罗卜安煤矿区域综合防突技术模式应用
    7.1 试验区域概况
    7.2 试验区域穿层钻孔设计
    7.3 试验区域抽采管网设计
    7.4 试验区域瓦斯抽采应达到的有效性指标
    7.5 区域综合防突技术模式应用效果考察
        7.5.1 残余瓦斯含量和残余瓦斯压力
        7.5.2 预抽瓦斯量
        7.5.3 预抽率计算
        7.5.4 试验区域防突效果考察结论
        7.5.5 掘进期间校检指标考察
    7.6 区域综合防突技术模式应用效益
    7.7 本章小结
8 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3658029