近距离煤层群工作面瓦斯综合治理研究与应用

发布时间：2017-05-14 22:02

  本文关键词：近距离煤层群工作面瓦斯综合治理研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：五轮山煤矿是煤与瓦斯突出矿井,曾发生过煤与瓦斯突出,其主要可采煤层瓦斯含量均较高。1803工作面所采8煤为五轮山煤矿首采煤层。8煤及五轮山煤矿的其他主要可采煤层的平均层间距在20m左右,层间距较小,属于近距离煤层群开采。8煤开采后会对上下邻近层产生卸压效果,造成上下邻近层瓦斯大量涌出。其中1801工作面在开采过程中经常出现上隅角和回风巷风流瓦斯超限问题,严重妨碍了五轮山煤矿安全高效的生产。本文在国内外对煤层开采后采空区上覆岩体移动破坏规律研究的基础上,以岩石力学、煤矿开采学、矿山压力与岩层控制等专业学科为指导,确立了采空区的梯台形几何形状,将采空区划分成多个部分并根据经验公式计算出采空区划分的各部分碎涨系数；在国内对外瓦斯运移规律研究的基础上,依据渗流力学、矿井瓦斯防治理论及技术、等专业学科为指导,确定了以多孔介质为模型的采空区模型；结合现场对五轮山8煤的基础参数测定试验、对1803工作面瓦斯涌出量的预测,通过数值模拟软件分别模拟分析在有高抽巷和无高抽巷条件下的采空区瓦斯运移规律,并结合了各种瓦斯抽采方式的抽采纯量,确定了高抽巷对五轮山煤矿1803工作面的瓦斯抽采效果,使得工作面在开采过程中没有发生瓦斯事故,保证了矿井的安全生产。
【关键词】：突出矿井 近距离煤层群 瓦斯治理 数值模拟
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD713
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-21
• 1.1 课题研究的背景及意义13
• 1.2 国内外矿井瓦斯灾害治理研究现状13-17
• 1.2.1 瓦斯流动基本理论的研究现状13-16
• 1.2.2 矿井瓦斯抽治理措施研究16-17
• 1.3 研究的内容方法及技术路线17-21
• 1.3.1 主要研究内容17-18
• 1.3.2 研究方法18-19
• 1.3.3 技术路线19-21
• 2 采空区上覆岩层裂隙场分布及瓦斯运移规律21-31
• 2.1 采空区上覆岩体的破坏过程21-22
• 2.2 采动覆岩裂隙场的划分及其空间形态22-27
• 2.2.1 采动覆岩裂隙场三区划分23
• 2.2.2 采空区竖三带划分23-25
• 2.2.3 采动裂隙场的空间形态25-27
• 2.3 采空区瓦斯运移规律27-29
• 2.3.1 瓦斯在采空区多孔介质中的运移状态27-28
• 2.3.2 采空区瓦斯的扩散28
• 2.3.3 采空区瓦斯的升浮28
• 2.3.4 近距离煤层群采空区瓦斯运移与积聚规律28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 3 工作面瓦斯涌出分析及基础参数测定31-43
• 3.1 工作面概况31-32
• 3.2 采空区瓦斯涌出分析32-34
• 3.2.1 采空区瓦斯涌出的构成32-33
• 3.2.2 影响采空区瓦斯涌出的因素33-34
• 3.3 工作面瓦斯涌出量预测34-37
• 3.3.1 开采层瓦斯相对涌出量35
• 3.3.2 邻近层相对瓦斯涌出量35-36
• 3.3.3 工作面瓦斯涌出量36-37
• 3.4 煤层瓦斯基础参数测定37-41
• 3.4.1 煤层瓦斯压力37-38
• 3.4.2 煤层瓦斯含量测定38-39
• 3.4.3 煤层透气性系数39-41
• 3.5 本章小结41-43
• 4 采空区瓦斯分布规律及钻孔抽采的数值模拟43-61
• 4.1 软件介绍43-44
• 4.2 模型建立44-51
• 4.2.1 理论基础44-47
• 4.2.2 几何模型及网格划分47-49
• 4.2.3 参数及边界条件设定49-51
• 4.3 模拟结果与分析51-60
• 4.3.1 无高抽巷条件下采空区瓦斯运移规律51-56
• 4.3.2 有高抽巷条件下采空区瓦斯运移规律56-58
• 4.3.3 本煤层顺层钻孔及穿层钻孔抽采模拟58-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 综采工作面瓦斯综合治理技术61-71
• 5.1 本煤层顺层钻孔抽采瓦斯61-63
• 5.1.1 本煤层顺层钻孔布置方式61-62
• 5.1.2 本煤层顺层钻孔瓦斯预抽效果62-63
• 5.2 穿层钻孔抽采邻近层瓦斯63-65
• 5.2.1 穿层钻孔布置方式63-64
• 5.2.2 穿层钻孔抽采邻近层抽采效果64-65
• 5.3 高抽巷抽采瓦斯65-67
• 5.3.1 高抽巷布置方式65-66
• 5.3.2 高抽巷抽采效果66-67
• 5.4 采空区埋管抽采瓦斯67-68
• 5.4.1 采空区埋管布置方式67
• 5.4.2 采空区埋管抽采效果67-68
• 5.5 各部分瓦斯纯量统计分析68-70
• 5.6 本章小结70-71
• 6 结论与展望71-73
• 6.1 主要结论71-72
• 6.2 不足与展望72-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-79
• 作者简介及读研期间主要科研成果79

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本文编号：366302