急倾斜厚煤层瓦斯涌出量预测及突出危险性研究

发布时间：2017-07-29 02:03

  本文关键词：急倾斜厚煤层瓦斯涌出量预测及突出危险性研究

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【摘要】：煤炭作为中国主要的能源之一,在国民经济以及人民的生活中起到了不可替代的作用。中国是世界上主要的煤炭生产和消费国,随着矿井开采开采范围的扩大,煤炭资源开采的瓦斯地质条件越来越复杂,煤层瓦斯已成为制约矿井安全高效生产的关键因素,瓦斯治理是高瓦斯矿区实现安全高效开采的前提和基础,而瓦斯抽采和通风控制则是目前我国高瓦斯矿井消除瓦斯灾害较为经济可选的方法与技术手段。瓦斯涌出和瓦斯突出目前已是煤矿矿的重大灾害和安全隐患之一。为了在防治突出中避免盲目性,作到有效、可靠和有预见性,需要对采掘工作面的突出危险性进行预测,然后提出有针对性的防治措施,这就要求对煤层的瓦斯赋存情况有一个全面的了解。 地质构造对瓦斯赋存具有一定的影响。文章从断层和褶皱构造、顶底板岩性和上覆基岩的厚度、水文地质条件、煤层厚度以及煤变质程度5个方面进行大黄山豫新煤业矿井瓦斯地质规律研究,其矿井地质规律单一,顶板岩性主要以灰-深灰色粉砂岩为主,裂隙不发育,地层呈厚层状,煤层厚度为19.67～56.07m,平均25.12m为特厚煤层。为瓦斯赋存提供了良好的赋存条件。本文对贮存及运移规律进行了研究,并利用单元法对矿井综采工作面的瓦斯涌出进行了预测。+735综放工作面在生产过程中绝对瓦斯涌出量为13.96m3/min,此时采空区向采面涌出瓦斯为8.56m3/min,煤壁平均涌出瓦斯为5.4m3/min,采空区的瓦斯涌出为工作面主要瓦斯来源。文章之后通过对矿井历史资料的借鉴,通过数学方法和结合实际测量的方法对中大槽煤层进行瓦斯涌出量预测瓦斯涌出量为25m3/t左右,与其矿井鉴定矿井相对瓦斯涌出量为23.95m3/t,预测结果准确率大于85%,预测结果基本可靠。 矿井突出事故,具有突然性和破坏性大的特点。本文利用综合指标法——煤层瓦斯压力(P)、瓦斯放散初速度指标(Ap)、煤的坚固性系数(f)和煤的破坏类型对新疆大黄山豫新煤业中大槽和八尺槽煤层的突出危险性进行了预测。
【关键词】：瓦斯涌出量 综采工作面 煤与瓦斯突出 单元测量法
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.5;TD713
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状和存在的问题12-13
• 1.3 主要研究内容和技术路线13-15
• 第二章 瓦斯赋存及流动规律15-29
• 2.1 瓦斯的赋存与含量15-17
• 2.1.1 煤层瓦斯的赋存状态15-16
• 2.1.2 煤层瓦斯含量16-17
• 2.2 煤的孔隙特性17-19
• 2.3 煤层瓦斯流动理论19-24
• 2.3.1 瓦斯流动场19-22
• 2.3.2 瓦斯在煤岩中的流动22-23
• 2.3.3 煤层瓦斯流动参数23-24
• 2.4 渗流控制方程24-29
• 2.4.1 质量守恒方程24-25
• 2.4.2 动量守恒方程25-27
• 2.4.3 能量守恒方程27-29
• 第三章 地质构造对瓦斯赋存的影响29-39
• 3.1 新疆大黄山豫新煤业矿井概况29-34
• 3.1.1 大黄山豫新煤业基本情况29-30
• 3.1.2 煤层及煤质30-31
• 3.1.3 矿井开采工艺31-33
• 3.1.4 +735综放面现有通风及瓦斯管理33-34
• 3.2 矿井瓦斯地质规律研究34-39
• 3.2.1 断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响34-36
• 3.2.2 顶底板岩性和上覆基岩厚度对瓦斯赋存的影响36-37
• 2.2.3 水文地质对瓦斯赋存的影响37-38
• 2.2.4 煤层厚度对瓦斯赋存的影响38
• 3.2.5 煤变质程度对瓦斯赋存的影响38-39
• 第四章 中大槽煤层瓦斯吸附能力研究39-49
• 4.1 煤样瓦斯吸附实验目的39
• 4.2 煤样瓦斯吸附实验的内容及方法39-42
• 4.2.1 煤样与实验设备及装置39-40
• 4.2.2 煤样瓦斯吸附实验步骤及要求40-42
• 4.3 实验结果及分析42-49
• 第五章 急倾斜厚煤层斜切综放面瓦斯涌出量预测49-77
• 5.1 厚煤层斜切综放面瓦斯涌出特征49-57
• 5.1.1 综采工作面瓦斯涌出来源分析49-52
• 5.1.2. 综放面瓦斯涌出特点52
• 5.1.3 生产工序与瓦斯涌出的关系52-57
• 5.2 厚煤层斜切综放面瓦斯涌出量测定研究57-60
• 5.2.1 综放面瓦斯涌出量测定57-58
• 5.2.2 煤壁和采空区瓦斯涌出量测定58-60
• 5.3 厚煤层斜切综放面瓦斯浓度分布规律60-64
• 5.3.1 瓦斯浓度沿采面长度方向的分布特征62-63
• 5.3.2 瓦斯浓度沿垂直煤壁方向的分布特征63-64
• 5.4 单元法测定综放面工作面瓦斯涌出研究64-68
• 5.4.1 单元法测定工作面瓦斯涌出的原理64-65
• 5.4.2 单元法测定工作面瓦斯涌出的步骤65-66
• 5.4.3 单元法测定结果66-67
• 5.4.4 采空区漏风状况分析67-68
• 5.5 急倾斜厚煤层煤层瓦斯涌出量预测68-75
• 5.5.1 瓦斯压力含量及涌出量预测68-70
• 5.5.2 瓦斯含量推算70-71
• 5.5.3 矿井瓦斯涌出量预测71-75
• 5.6 小结75-77
• 第六章 煤层突出危险性预测77-89
• 6.1 瓦斯突出基础参数测定77-85
• 6.1.1 煤层瓦斯压力测定77-81
• 6.1.2 瓦斯放散初速度△P测定81-82
• 6.1.3 煤的坚固性系数的测定82-83
• 6.1.4 煤的破坏类型的判定83-84
• 6.1.5 瓦斯放散初速度及坚固性系数汇总84-85
• 6.2 煤层突出危险性鉴定85-87
• 6.2.1 单项指标法鉴定结果85-86
• 6.2.2 周边矿井突出情况86-87
• 6.3 小结87-89
• 第七章 结论89-91
• 参考文献91-95
• 致谢95-97
• 攻读学位期间发表的学术论文目录97

【参考文献】

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本文编号：586963