鹤壁六矿顶分层开采工作面高位抽放技术优化研究
发布时间：2023-03-26 22:20
本文针对我国高瓦斯突出矿井采空区瓦斯涌出量大、易造成瓦斯事故的特点，系统地对试验矿井突出煤层顶分层回采工作面高位钻场抽放采空区瓦斯进行了研究，运用数值分析软件对试验工作面采空区上覆岩层的移动破坏规律和瓦斯分布范围进行了模拟，结合理论分析等对高位钻场的各种参数进行了优化，提高了高位钻场的瓦斯抽采率，实现了试验采区的安全高效开采。 本文由理论分析、经验公式计算、数值模拟、现场考察以及应用效果考察五个部分组成。首先，根据前人研究成果对采空区上覆岩层的变形破坏规律和分区分带情况进行了理论分析；其次，采用经验公式根据现场情况对试验工作面采空区上覆岩层的冒落带和裂隙带高度范围进行了计算；第三，运用RFPA2D数值分析软件对试验工作面采空区上覆岩层的“三带”高度范围和瓦斯分布范围进行了模拟；第四，根据经验公式计算结果和数值模拟结果结合理论分析布置试验钻场，并对试验钻场的抽采效果进行现场考察，分析了钻场距工作面距离、钻孔终孔距煤层顶板高度、钻孔终孔距回风巷平距等因素对抽采效果的影响，确定了合理的高位钻场位置和钻场间距以及钻孔的合理封孔深度，对高位钻场和钻场内抽放钻孔的各种参数进行了优化；第五，根据优化...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外采空区瓦斯治理研究现状及抽放方法
1.2.1 采空区瓦斯治理国外研究现状
1.2.2 采空区瓦斯治理国内研究现状
1.2.3 采空区瓦斯抽放方法
1.2.4 数值模拟分析研究现状
1.3 采空区瓦斯抽放基本原理及意义
1.4 采空区瓦斯治理发展趋势及存在问题
1.5 问题的提出
1.6 本文主要研究内容和研究路线
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 本文研究特色
1.6.3 主要研究技术路线
2 试验区概况
2.1 试验矿井概况
2.1.1 煤层特征
2.1.2 矿井开拓、开采与通风方式
2.2 试验矿井瓦斯状况
2.2.1 地勘钻孔瓦斯状况
2.2.2 生产掘进期间矿井瓦斯状况
2.3 试验工作面概况
2.3.1 工作面位置及四邻关系
2.3.2 工作面地质条件
2.4 本章小结
3 试验工作面采空区上覆岩层“三带”初步划分
3.1 采空区上覆岩层“三带”介绍
3.1.1 采空区垂直方向上“三带”概述
3.1.2 采空区上覆岩层水平方向上的分区
3.2 经验公式法计算采空区“三带”高度
3.3 数值模拟试验工作面采空区“三带”高度
3.3.1 RFPA2D软件简介
3.3.2 RFPA2D软件基本原理及应用范围
3.3.3 RFPA2D分析程序流程图
3.3.4 试验工作面 RFPA2D数值模拟
3.4 本章小结
4 采空区瓦斯分布规律
4.1 采空区瓦斯来源及涌出量分析
4.2 采空区瓦斯浓度分布和运移规律
4.2.1 采空区瓦斯浓度在推进方向的分布概述
4.2.2 采空区瓦斯浓度在倾向方向的分布概述
4.2.3 采空区瓦斯的运移规律
4.3 上隅角瓦斯积聚的原因分析
4.4 采空区瓦斯分布数值模拟
4.4.1 试验工作面采空区瓦斯分布规律数值模拟
4.4.2 数值模拟结果分析
4.5 本章小结
5 试验钻场抽放效果考察及影响因素分析
5.1 试验工作面高位钻场钻孔布置及施工参数
5.2 现场测定方法及瓦斯抽放量计算
5.3 高位钻场钻孔抽放效果现场考察
5.4 本章小结
6 高位钻场及钻孔布置参数的优化和确定
6.1 高位钻场布置参数的确定
6.1.1 钻场合理间距
6.1.2 试验工作面高位钻场布置参数
6.2 高位钻场抽放钻孔的合理布孔参数
6.2.1 抽放钻孔布置层位
6.2.2 抽放钻孔有效高度计算
6.2.3 钻场内合理抽放钻孔数量
6.2.4 抽放钻孔的合理封孔深度
6.2.5 抽放钻孔有效利用率及有效长度
6.3 试验工作面高位钻场及抽放钻孔参数优化
6.4 抽放效果跟踪考察
6.5 本章小结
7 主要研究结论与展望
7.1 研究结论
7.2 展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集
本文编号：3771852
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
目录
1 绪论
1.1 引言
1.2 国内外采空区瓦斯治理研究现状及抽放方法
1.2.1 采空区瓦斯治理国外研究现状
1.2.2 采空区瓦斯治理国内研究现状
1.2.3 采空区瓦斯抽放方法
1.2.4 数值模拟分析研究现状
1.3 采空区瓦斯抽放基本原理及意义
1.4 采空区瓦斯治理发展趋势及存在问题
1.5 问题的提出
1.6 本文主要研究内容和研究路线
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 本文研究特色
1.6.3 主要研究技术路线
2 试验区概况
2.1 试验矿井概况
2.1.1 煤层特征
2.1.2 矿井开拓、开采与通风方式
2.2 试验矿井瓦斯状况
2.2.1 地勘钻孔瓦斯状况
2.2.2 生产掘进期间矿井瓦斯状况
2.3 试验工作面概况
2.3.1 工作面位置及四邻关系
2.3.2 工作面地质条件
2.4 本章小结
3 试验工作面采空区上覆岩层“三带”初步划分
3.1 采空区上覆岩层“三带”介绍
3.1.1 采空区垂直方向上“三带”概述
3.1.2 采空区上覆岩层水平方向上的分区
3.2 经验公式法计算采空区“三带”高度
3.3 数值模拟试验工作面采空区“三带”高度
3.3.1 RFPA2D软件简介
3.3.2 RFPA2D软件基本原理及应用范围
3.3.3 RFPA2D分析程序流程图
3.3.4 试验工作面 RFPA2D数值模拟
3.4 本章小结
4 采空区瓦斯分布规律
4.1 采空区瓦斯来源及涌出量分析
4.2 采空区瓦斯浓度分布和运移规律
4.2.1 采空区瓦斯浓度在推进方向的分布概述
4.2.2 采空区瓦斯浓度在倾向方向的分布概述
4.2.3 采空区瓦斯的运移规律
4.3 上隅角瓦斯积聚的原因分析
4.4 采空区瓦斯分布数值模拟
4.4.1 试验工作面采空区瓦斯分布规律数值模拟
4.4.2 数值模拟结果分析
4.5 本章小结
5 试验钻场抽放效果考察及影响因素分析
5.1 试验工作面高位钻场钻孔布置及施工参数
5.2 现场测定方法及瓦斯抽放量计算
5.3 高位钻场钻孔抽放效果现场考察
5.4 本章小结
6 高位钻场及钻孔布置参数的优化和确定
6.1 高位钻场布置参数的确定
6.1.1 钻场合理间距
6.1.2 试验工作面高位钻场布置参数
6.2 高位钻场抽放钻孔的合理布孔参数
6.2.1 抽放钻孔布置层位
6.2.2 抽放钻孔有效高度计算
6.2.3 钻场内合理抽放钻孔数量
6.2.4 抽放钻孔的合理封孔深度
6.2.5 抽放钻孔有效利用率及有效长度
6.3 试验工作面高位钻场及抽放钻孔参数优化
6.4 抽放效果跟踪考察
6.5 本章小结
7 主要研究结论与展望
7.1 研究结论
7.2 展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集
本文编号：3771852
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