焦家寨5#煤层综采工作面瓦斯“三位立体”综合治理技术研究

发布时间：2023-02-12 17:32

　　瓦斯气体从煤块表面和原生孔隙进入裂隙网络系统的输运是扩散过程,含瓦斯煤层开采时,在煤层卸压条件下,存在局部瓦斯聚集产生瓦斯升浮现象。采空条件下围岩是一个动态演化过程,本文通过对煤层开采的离层裂隙和破断裂隙的形成和闭合规律分析了“回”形圈形成的机理,认为上覆岩层裂隙带为瓦斯储集的空间。根据瓦斯在孔隙和裂隙中不同运移规律,建立了在孔隙中瓦斯流动的扩散流动方程和在裂隙网络中流动的输运方程,针对焦家寨5#煤层综采工作面的瓦斯抽采现状,提出了基于“千米走向顶板高位裂隙抽放钻孔”、“回风巷斜交高位钻孔”及“上隅角埋管抽放”的“三位立体”瓦斯综合抽放一体化治理技术措施,有效的实现了易自燃煤层采空区卸压瓦斯的“全方位”抽放与火灾的有效防治。

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 边采边抽煤层瓦斯技术
        1.2.2 采后卸压抽采邻近层瓦斯技术
        1.2.3 采空区抽采瓦斯技术
        1.2.4 综放面卸压瓦斯抽采技术存在的问题
    1.3 研究内容及方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 总体技术路线
2 煤层瓦斯基础参数测定
    2.1 矿井概况
        2.1.1 交通位置
        2.1.2 自然地理
        2.1.3 地质构造及煤层特征
        2.1.4 矿区生产概况
    2.2 煤层瓦斯基础参数测定
        2.2.1 煤的工业分析、孔隙率及瓦斯吸附常数测定
        2.2.2 煤层瓦斯压力
        2.2.3 煤层瓦斯含量
    2.3 煤层透气性系数
    2.4 煤层钻孔自然瓦斯涌出量及其衰减性系数
    2.5 瓦斯风化带深度
    2.6 本章小结
3 卸压瓦斯在裂隙场内耦合流动规律研究
    3.1 采动卸压瓦斯运输特性
        3.1.1 瓦斯的扩散运动与升浮现象
        3.1.2 煤层瓦斯运输的数学模型
    3.2 卸压瓦斯储集与采场围岩裂隙演化关系
        3.2.1 采动围岩裂隙演化
        3.2.2 卸压瓦斯储集
        3.2.3 卸压瓦斯储集与采场围岩裂隙演化过程分析
    3.3 本章小结
4 综采工作面卸压瓦斯综合治理技术
    4.1 综采工作面瓦斯涌出特性分析
        4.1.1 综采工作面瓦斯的来源
        4.1.2 综放工作面瓦斯涌出特点
        4.1.3 综放工作面瓦斯涌出的影响因素
        4.1.4 焦家寨5#煤层综放工作面瓦斯来源及其构成
    4.2 采空区瓦斯的运移规律
        4.2.1 采空区瓦斯运移规律数值模拟模型的建立
        4.2.2 数值模拟相关参数确定及边界条件
        4.2.3 焦家寨51109工作面采空区瓦斯分布特性
5 工作面瓦斯综合治理技术现场实施及抽放效果
    5.1 综采工作面瓦斯治理技术的现场实践
    5.2 焦家寨5#煤层综采工作面瓦斯“三位立体”综合治理技术研究
        5.2.1 千米走向顶板高位裂隙钻孔抽放采空区瓦斯
        5.2.2 回风巷高位斜交钻孔抽放综采面卸压瓦斯
        5.2.3 上隅角埋管抽放技术
    5.3 抽采效果验证
    5.4 本章小结
6 主要结论与创新点
    6.1 主要研究结论
    6.2 创新点
        6.2.1 理论创新
        6.2.2 技术创新
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3741521