急倾斜下保护层沿空留巷区域防突关键技术研究

发布时间：2017-05-18 10:24

  本文关键词：急倾斜下保护层沿空留巷区域防突关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了解决三软煤层瓦斯突出灾害严重且难以抽采,瓦斯治理难度大的问题,本文提出了采用下保护层区域综合防突关键技术,以义煤集团李沟矿保护层一8煤和被保护层二1煤为研究对象,研究保护层采动的影响下被保护层卸压膨胀变形的情况并进行卸压抽采的技术。通过分析造成煤层突出的控制因素,考察二1煤与一8煤的突出危险性,并对保护层工作面瓦斯涌出量进行预测,依次对保护层开采进行可行性研究;在12050工作面上下巷采取沿空留巷的技术保留巷道,作为布置穿层钻孔的“底板巷”来抽采被保护层瓦斯;采用深部基点法测二1煤层的膨胀率,施工穿层钻孔考察开采后的透气性系数变化,以膨胀变形率和透气性系数的变化作为评判保护效果的指标;保护层开采后取被保护层工作面的残存瓦斯含量考察综合防突效果;通过COMSOL多场耦合的方法确定卸压抽采的抽放半径,优化穿层钻孔的布置。研究结果表明:被保护层12052膨胀变形率达10.3‰,透气性系数增大198倍,说明被保护12052充分卸压,取得了很好的保护效果,COMSOL确定卸压抽采半径为5m,测点的残余瓦斯含量平均为2.33m3/t,比原始瓦斯含量降低了70%,反算残存瓦斯压力远小于0.74MPa,表明被保护层工作面的综合防突措施取得了很好的效果,消除了被保护层工作面的突出危险性。下保护层开采综合防突技术对治理三软煤层瓦斯突出提供了指导和依据。
【关键词】：保护层开采 沿空留巷 卸压瓦斯抽采 多场耦合 抽放半径 效果考察
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD713
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1.引言9-21
• 1.1 选题背景9-10
• 1.2 研究现状10-17
• 1.2.1 保护层研究现状10-11
• 1.2.3 覆岩结构研究现状11-14
• 1.2.4 卸压抽采研究现状14-15
• 1.2.5 保护层作用机理15-17
• 1.3 研究内容17-18
• 1.4 创新点18
• 1.5 技术路线18-21
• 2.李沟矿瓦斯地质规律及保护层开采可行性研究21-37
• 2.1 李沟矿的煤层赋存条件21-29
• 2.1.1 含煤地层21-22
• 2.1.2 二_1煤突出危险性22-27
• 2.1.3 一_8煤突出危险性27-29
• 2.2 李沟矿瓦斯赋存规律及控制因素29-35
• 2.2.1 瓦斯赋存规律29-31
• 2.2.2 煤与瓦斯突出特征及控制因素31-35
• 2.3 保护层开采可行性分析35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 3.下保护层区域综合防突技术方案37-59
• 3.1 保护工作面布置及其概况37-38
• 3.2 保护层开采理论卸压范围38-41
• 3.3 瓦斯涌出量预测41-44
• 3.4 沿空留巷穿层钻孔区域防突技术44-47
• 3.5 基于多场耦合的穿层钻孔卸压抽采优化47-54
• 3.5.1 卸压抽采综述47
• 3.5.2 多物理场耦合模型47-54
• 3.6 COMSOL确定模拟布孔参数54-56
• 3.7 穿层抽放钻孔的布置56-58
• 3.8 本章小结58-59
• 4.保护范围和保护效果考察59-75
• 4.1 走向方向的卸压范围59-60
• 4.2 倾斜方向卸压范围考察60-62
• 4.3 被保护层膨胀变形率考察62-65
• 4.4 透气性系数考察65-69
• 4.5 被保护层综合防突效果考察69-71
• 4.6 钻场流量考察71-72
• 4.7 本章小结72-75
• 5.结论与展望75-77
• 5.1 主要结论75-76
• 5.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 作者简历81-83
• 学位论文数据集83

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