下保护层开采采动裂隙分布与卸压瓦斯抽采研究

发布时间：2017-06-25 14:09

  本文关键词：下保护层开采采动裂隙分布与卸压瓦斯抽采研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文通过下保护层开采有关理论和卸压瓦斯运移理论分析了下保护层开采后其上覆煤岩体结构演化规律和受采动影响被保护煤层卸压瓦斯流动规律。运用数值模拟软件对下保护层开采后其上覆煤岩体破坏与移动规律、采动裂隙分布特征和应力的变化特征等进行了研究、分析。根据理论分析、数值模拟结果和现场具体施工情况,对卸压瓦斯抽采系统进行了优化、设计,经现场试验取得了良好效果。 现场试验表明：采用地面钻井和1231(3)底板巷向上打密集网络式穿13-1煤钻孔相结合的立体抽采系统抽采卸压瓦斯,总抽采率达到了86.6%,地面钻井抽采率也达到了36.2%;被保护范围内煤层瓦斯含量和压力均下降到突出临界值以下；煤层透气性系数是原始的236倍,被保护层得到了充分卸压,消除了突出危险性；地面钻井能长时间、有效地对13-1煤层卸压瓦斯抽采。 本文将下保护层开采上覆煤岩层破坏、变形、采动裂隙分布规律和卸压瓦斯抽采进行综合研究得到的成果,可为具有突出危险性的煤矿下保护层开采后的卸压瓦斯抽采提供参考。
【关键词】：下保护层 卸压瓦斯抽采 裂隙 突出 煤岩
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• Contents10-13
• 1 绪论13-21
• 1.1 研究背景和研究意义13-15
• 1.2 国内外研究现状15-18
• 1.2.1 保护层开采的应用现状15
• 1.2.2 保护层开采机理的研究现状15-18
• 1.2.3 卸压瓦斯抽采技术研究现状18
• 1.3 存在的主要问题18-19
• 1.4 论文研究主要内容19
• 1.5 主要技术路线19-21
• 2 卸压瓦斯流动基本理论21-31
• 2.1 煤层瓦斯赋存状态21
• 2.2 煤层瓦斯运移理论21-24
• 2.3 煤层瓦斯基本参数24-28
• 2.3.1 煤层瓦斯压力24
• 2.3.2 煤层瓦斯含量24-26
• 2.3.3 煤层透气性系数26-28
• 2.4 卸压瓦斯抽放原理28-29
• 2.5 地面钻井瓦斯抽采技术29-30
• 2.6 小结30-31
• 3 保护层开采基本理论31-43
• 3.1 围岩应力变化31-33
• 3.1.1 围岩原始应力分布特征31-32
• 3.1.2 受采动影响岩体应力分布特征32-33
• 3.2 近水平上覆岩体移动、破坏特征33-35
• 3.2.1 覆岩“三带”的形成33-35
• 3.3 上覆岩体裂隙的形成和分布35-36
• 3.4 保护层开采的选择和可行性分析36-39
• 3.5 下保护层开采理论卸压范围39-41
• 3.5.1 走向理论卸压范围39-40
• 3.5.2 倾斜方向的卸压范围40-41
• 3.6 小结41-43
• 4 保护层开采上覆煤岩变形、裂隙分布特性数值模拟研究43-53
• 4.1 概述43
• 4.2 模型的建立43-47
• 4.2.1 试验区概况43
• 4.2.2 保护层顶、底板概况43-45
• 4.2.3 物理力学参数的选取45-46
• 4.2.4 数值模拟模型46-47
• 4.3 保护层开采数值模拟结果分析47-51
• 4.3.1 开采过程中上覆煤岩层裂纹扩展情况分析47-48
• 4.3.2 开采过程中上覆煤岩层塑性区分布云图分析48-49
• 4.3.3 开采过程中上覆煤岩层垂直应力云图分析49-50
• 4.3.4 开采过程中上覆煤岩层垂直位移云图分析50-51
• 4.4 小结51-53
• 5 保护层开采与卸压瓦斯抽采现场试验53-79
• 5.1 矿井及保护层开采工作面概况53-55
• 5.1.1 矿井概况53
• 5.1.2 盘区概况53
• 5.1.3 1231(1)工作面概况53-55
• 5.2 1231(1)工作面防突措施及综合瓦斯治理55-60
• 5.2.1 1231(1)工作面瓦斯情况55
• 5.2.2 区域防突措施55-57
• 5.2.3 局部综合防突措施57-58
• 5.2.4 1231(1)工作面瓦斯综合治理设计58-60
• 5.3 卸压瓦斯抽采方案设计60-66
• 5.3.1 卸压瓦斯抽放的必要性60
• 5.3.2 卸压瓦斯抽采方法60-64
• 5.3.3 抽采系统设计64-66
• 5.4 卸压瓦斯抽采效果考察及相关性分析66-77
• 5.4.1 残余瓦斯压力孔布置66-68
• 5.4.2 卸压瓦斯抽采量68-72
• 5.4.3 1231(3)煤层残余瓦斯压力72-76
• 5.4.4 瓦斯抽采率76-77
• 5.4.5 13-1煤层透气性的变化77
• 5.5 13-1煤层消除突出危险性评价77
• 5.6 小结77-79
• 6 结论79-81
• 参考文献81-85
• 致谢85-87
• 作者简介87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：482386