义安矿瓦斯抽采封孔与漏气处置技术研究

发布时间：2017-07-08 13:16

  本文关键词：义安矿瓦斯抽采封孔与漏气处置技术研究

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【摘要】：瓦斯灾害严重影响我国煤矿生产安全,而瓦斯抽采是瓦斯灾害防治的重要手段。选择合适的封孔与漏气处置工艺是提高瓦斯抽采效果的关键。本文通过分析煤层钻孔周围的围岩应力变化规律及其分布状态,并研究煤层瓦斯抽采封孔的漏气途径,建立钻孔漏气模型并给出钻孔漏气量的计算公式,据此导出影响钻孔漏气量的主要因素。基于主动支护式封孔理论,结合目前的封孔和漏气处置技术,提出了封孔与漏气处置一体化理念,并开发了三囊袋封堵技术。最后,在河南能源义煤公司义安矿14020工作面切眼巷进行封孔和漏气处置工业性试验,对试验钻孔的2个月左右的瓦斯浓度进行对比,经过2次漏气处置后,钻孔的瓦斯抽采浓度开始回升,延长了钻孔有效瓦斯抽放期,故三囊袋封堵技术可以提高瓦斯抽采效果。
【关键词】：煤层钻孔 封孔 漏气处置 一体化 瓦斯抽采
【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】：TD712.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-26
• 1.1 研究的背景和意义10-13
• 1.2 瓦斯抽采封孔与漏气处置技术研究现状13-22
• 1.2.1 钻孔封孔密封理论研究现状13-14
• 1.2.2 封孔与漏气处置技术使用现状14-22
• 1.3 主要研究内容方法22-23
• 1.3.1 研究内容22-23
• 1.3.2 技术路线23
• 1.4 创新及贡献23-26
• 2 煤层钻孔周围应力分布与等效裂隙场分析26-46
• 2.1 煤层钻孔周围应力分布26-28
• 2.2 煤层钻孔周围等效裂隙场28-40
• 2.2.1 煤岩体应力-应变与渗透率的关系30-35
• 2.2.2 煤层钻孔的围岩应力的变化规律及其分布状态35-36
• 2.2.3 煤层钻孔的等效裂隙场影响因素分析36-40
• 2.3 14020工作面钻孔周围应力分布和等效裂隙场数值模拟40-44
• 2.3.1 ANSYS软件概述40
• 2.3.2 模型建立40-42
• 2.3.3 模拟结果42-43
• 2.3.4 14020工作面钻孔等效裂隙场理论公式计算和数值模拟计算结果43-44
• 2.4 本章小结44-46
• 3 煤层钻孔封孔漏气机理分析46-62
• 3.1 瓦斯在煤层中的流动分析46-48
• 3.1.1 煤层中瓦斯流动形式46-47
• 3.1.2 瓦斯在煤层中运移规律47-48
• 3.2 瓦斯抽采钻孔漏气分析48-61
• 3.2.1 钻孔瓦斯抽采漏气途径分析48-50
• 3.2.2 钻孔瓦斯抽采封孔漏气模型及漏气量影响因素50-61
• 3.3 本章小结61-62
• 4 封孔与漏气处置一体化技术研究62-88
• 4.1 封孔与漏气处置一体化理念的提出62-63
• 4.1.1 主动支护式封孔理论62-63
• 4.1.2 封孔与漏气处置一体化理念63
• 4.2 三囊袋封堵技术研究63-70
• 4.2.1 三囊袋封堵器结构尺寸63-68
• 4.2.2 三囊袋封堵器工作原理68-70
• 4.3 三囊袋封堵技术注浆配套设备70-73
• 4.3.1 适用于封孔阶段的配套设备71-73
• 4.3.2 适用于堵漏阶段的配套设备73
• 4.4 封孔与漏气处置材料研制73-87
• 4.4.1 封孔与漏气处置材料的方案设计73-83
• 4.4.2 漏气处置材料密封负压抽采钻孔的性能测试83-87
• 4.5 本章小结87-88
• 5 现场工业性试验88-96
• 5.1 试验矿井概况88-90
• 5.1.1 井田位置和范围88
• 5.1.2 开拓方式和开采方法88-89
• 5.1.3 井田地质构造89
• 5.1.4 煤层与煤质89
• 5.1.5 瓦斯分布情况89-90
• 5.2 试验工作面概况90-92
• 5.3 三囊袋封堵技术工业性试验92-95
• 5.3.1 试验目的92
• 5.3.2 试验数据及分析92-94
• 5.3.3 试验结论94-95
• 5.4 本章小结95-96
• 6 结论与展望96-98
• 6.1 结论96
• 6.2 展望96-98
• 参考文献98-102
• 附录102-104
• 作者简历104-106
• 学位论文数据集106

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