岳城煤矿采空区地面钻孔瓦斯抽采技术研究

发布时间：2017-07-31 09:29

  本文关键词：岳城煤矿采空区地面钻孔瓦斯抽采技术研究

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【摘要】：本文针对岳城煤矿工作面瓦斯涌出量大、采空区瓦斯难于治理的问题,基于采空区覆岩破坏移动机理、工作面涌出量预测、地面钻孔周围瓦斯流动数值模拟以及现场应用效果分析等多种方法相结合,进行岳城煤矿工作面采空区地面钻孔瓦斯抽采技术研究。首先分析采空区覆岩移动特征分析,找出采动岩层移动的裂隙分布,为钻孔终孔层位布置奠定基础。然后利用Comsol数值模拟软件对地面钻孔周围瓦斯流动的运移及压力分布规律进行模拟,得出了瓦斯的流速以及压力分布。最后通过在岳城煤矿1302工作面的实际应用,通过对上隅角以及工作面的瓦斯浓度分析,得知利用地面钻孔可以有效解决工作面采空区瓦斯浓度超限问题,这对于类似的地面钻孔抽采工作面采空区瓦斯具有很好的参考价值。
【关键词】：采空区 地面钻孔 瓦斯抽采 数值模拟
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【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10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外瓦斯抽采研究及现状11-14
• 1.2.1 国外瓦斯抽采研究现状12-13
• 1.2.2 国内瓦斯抽采研究现状13-14
• 1.2.3 地面钻孔抽采现状14
• 1.3 我国煤矿采空区瓦斯抽采存在的问题14-16
• 1.3.1 存在问题14-15
• 1.3.2 发展趋势15-16
• 1.4 主要研究内容及研究方法16-18
• 1.4.1 主要研究内容16
• 1.4.2 主要技术路线16-18
• 2 试验矿井概况18-24
• 2.1 矿井基本情况18-22
• 2.1.1 含煤地层与可采地层18-21
• 2.1.2 煤质21
• 2.1.3 水文地质21-22
• 2.2 矿井开拓开采情况22-23
• 2.3 矿井危害情况23
• 2.3.1 瓦斯及基础参数23
• 2.3.2 煤尘23
• 2.3.3 煤的自燃倾向性23
• 2.4 试验工作面概况23-24
• 3 地面钻孔抽采卸压瓦斯理论研究24-33
• 3.1 采空区覆岩移动特征分析24-26
• 3.1.1 岩石的碎胀性24-25
• 3.1.2 关键层对采空区覆岩破坏沉降的影响25-26
• 3.2 采空岩层移动裂隙分布及卸压圈的理论26-29
• 3.2.1 采动岩层移动裂隙“三带”分布26-27
• 3.2.2 水平方向“三区”及“O”形圈理论27-29
• 3.3 裂隙“三带”高度的确定29-30
• 3.4 回采工作面抽采前瓦斯涌出量预测30-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 地面钻孔周围瓦斯流动数值模拟33-48
• 4.1 煤岩瓦斯流动理论基础33-36
• 4.1.1 多孔介质中瓦斯的运移状态及其简化假设33
• 4.1.2 扩散—渗流理论33-35
• 4.1.3 瓦斯渗流运动数学模型35-36
• 4.2 钻孔抽采瓦斯的基本原理36-39
• 4.2.1 平面径向不稳定渗流方程36-38
• 4.2.2 平面径向稳定渗流方程38-39
• 4.3 钻孔周围瓦斯流动数值模拟39-47
• 4.3.1 软件介绍39
• 4.3.2 模型的建立及模拟方案39-40
• 4.3.3 模拟结果分析40-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 采空区地面钻孔瓦斯抽采技术研究48-60
• 5.1 地面钻孔参数研究48-49
• 5.1.1 地面钻孔的空间位置48
• 5.1.2 地面钻孔的特点48-49
• 5.2 地面钻孔参数设计49-51
• 5.2.1 钻孔层位的选择49-50
• 5.2.2 钻孔参数设计50-51
• 5.3 地面钻孔施工工艺及管材选择51-56
• 5.3.1 工艺流程51
• 5.3.2 钻孔及套管结构51-52
• 5.3.3 技术要求52-53
• 5.3.4 抽采量及抽采管路确定53
• 5.3.5 抽采管路阻力计算及抽采泵选型53-56
• 5.4 抽采效果分析56-59
• 5.4.1 地面钻孔抽采效果考察56-58
• 5.4.2 工作面安全状况分析58-59
• 5.5 本章小结59-60
• 6 结论与展望60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-64
• 作者简历64-66
• 学位论文数据集66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 张振芳;姬长生;韩流;孙金龙;;煤矿瓦斯利用的低碳与经济效益初步研究[J];矿山机械;2013年01期

2 程远平;付建华;俞启香;;中国煤矿瓦斯抽采技术的发展[J];采矿与安全工程学报;2009年02期

3 李树刚;林海飞;;采动裂隙椭抛带分布特征的相似模拟实验分析[J];煤;2008年02期

4 许家林,钱鸣高,金宏伟;岩层移动离层演化规律及其应用研究[J];岩土工程学报;2004年05期

5 李树刚,石平五,钱鸣高;覆岩采动裂隙椭抛带动态分布特征研究[J];矿山压力与顶板管理;1999年Z1期

6 钱鸣高,许家林;覆岩采动裂隙分布的“O”形圈特征研究[J];煤炭学报;1998年05期

7 钱鸣高，何富连，，王作棠，高存宝;再论采场矿山压力理论[J];中国矿业大学学报;1994年03期

本文编号：598499