近距离煤层群上保护层开采卸压机理及瓦斯抽采技术研究

发布时间：2017-05-15 09:06

  本文关键词：近距离煤层群上保护层开采卸压机理及瓦斯抽采技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,我国许多矿区煤层开采属于近距离煤层群开采,高瓦斯、低透气性、煤与瓦斯突出的特点又严重影响矿井的安全生产与经济效益的提高。实践证明,开懫保护层并结合被保护层的卸压增透效应进行合理的瓦斯抽采是最有效区域性瓦斯防治技术。针对沙曲矿低透气性、高瓦斯、近距离煤层群、煤与瓦斯突出等复杂条件下的上保护层卸压开采问题,采用理论分析、数值模拟、现场试验等方法,研究分析了上保护层开采过程中顶底板煤岩层移动变形破坏规律、应力分布特点、裂隙发育演化规律、被保护层透气性演化规律、煤层群卸压瓦斯运移储集规律、保护层工作面的瓦斯涌出以及采动裂隙场与卸压瓦斯运移之间的相互作用关系。采用理论分析和数值模拟确定了上保护层开采的底板破坏深度与卸压保护范围。对上保护层开采过程中覆岩垮落动态发展过程进行了数值模拟,得出了顶底板移动破坏规律以及被保护层煤体应力和变形分布特征,并模拟分析了不同因素对卸压效果的影响。构建了上保护层卸压开采煤与瓦斯共采技术体系,分析了抽采钻孔布置方式对抽采效果的影响,并对瓦斯抽采技术进行了优化,对上保护层卸压开采现场应用效果进行了评估。现场工业性试验结果表明,上保护层工作面平均日产量1077t,平均瓦斯抽采率为55.77%,被保护层的平均瓦斯抽采率为78.3%,瓦斯抽采效果显著。研究结果表明,沙曲矿2号煤层作为上保护层开采对下部被保护煤层卸压效果显著,达到了防治煤层群煤与瓦斯突出的目的,实现了煤与瓦斯安全高效共采的目标。
【关键词】：近距离煤层群 上保护层 卸压机理 瓦斯运移 煤与瓦斯共采
【学位授予单位】：中国矿业大学
【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
• Abstract6-16
• 1 绪论16-23
• 1.1 课题背景及意义16-17
• 1.2 国内外研究现状17-20
• 1.3 主要研究内容及技术路线20-23
• 2 上保护层开采卸压机理与裂隙演化规律研究23-35
• 2.1 工程概况23-25
• 2.2 保护层开采的必要性与可行性25-28
• 2.3 保护层开采卸压机理28-29
• 2.4 采场围岩变形破坏规律与应力分布特征29-32
• 2.5 煤层群采动裂隙发育演化规律分析32-34
• 2.6 本章小结34-35
• 3 近距离煤层群上保护层开采的卸压效应研究35-52
• 3.1 保护层开采的卸压增透效应35-45
• 3.2 采空区瓦斯涌出及其流场分析45-47
• 3.3 上保护层工作面瓦斯涌出量预测47-49
• 3.4 采动裂隙场与卸压瓦斯运移储集的相互作用关系49-50
• 3.5 本章小结50-52
• 4 近距离煤层群上保护层开采数值模拟研究52-73
• 4.1 模型的建立及方案设计52-54
• 4.2 上保护层开采卸压效应分析54-59
• 4.3 被保护层变形及应力规律分析59-61
• 4.4 卸压效果影响因素的数值模拟分析61-71
• 4.5 本章小结71-73
• 5 近距离煤层群煤与瓦斯共采技术现场应用研究73-94
• 5.1 沙曲矿煤与瓦斯共采技术体系73-74
• 5.2 沙曲矿煤层群瓦斯抽采技术体系74-78
• 5.3 抽采钻孔的布置方式对抽采效果的影响78-80
• 5.4 沙曲矿煤层群瓦斯抽采技术优化80-83
• 5.5 沙曲矿煤层群瓦斯抽采效果分析83-92
• 5.6 本章小结92-94
• 6 主要结论94-96
• 参考文献96-100
• 作者简历100-102
• 学位论文数据集102

【参考文献】

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本文编号：367323