石门揭煤环形闭合底板巷区域防突技术研究

发布时间：2017-08-31 12:12

  本文关键词：石门揭煤环形闭合底板巷区域防突技术研究

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【摘要】：煤与瓦斯突出事故是威胁矿井安全生产的主要事故之一,其中又以石门揭煤突出发生的概率最高,危险性也最大。国内外许多大型突出事故均发生在石门揭煤过程,造成了严重的人身伤亡和财产损失。因此,对石门揭煤突出的研究以及有针对性的制定防治措施显得十分必要。 通过理论分析,对石门揭煤突出的特点、影响因素以及发生突出的条件等进行了系统研究,得出石门揭煤突出与受采动影响而造成的煤层瓦斯压力迁移以及煤体应力状态变化有很大关系,并且从能量角度分析,得出促进突出发生的能量主要有瓦斯膨胀能和弹性应变能,其中又以瓦斯膨胀能为主,弹性应变能在突出过程只是将煤体破碎并提高煤体温度,因此,对突出的防治主要是从治理瓦斯入手进行。针对矿井具体情况,该煤层属于强突煤层,不具备保护层开采条件,而且是多条石门联合揭煤,揭煤作业范围广,因此采用在不同水平施工底板抽采巷,并通过联巷构建环形闭合巷道的方法对煤层瓦斯预抽进行消突,该措施保证了措施孔的施工空间,缩短了预抽时间,并避免了下向孔和近水平孔,提高了预抽效果。同时,运用COMSOL-Multiphysics仿真模拟软件对不同抽采条件下的瓦斯抽采效果进行了数值模拟,通过比较分析进行了钻孔参数优化,确定了有效抽采半径为1.5m,并对其进行了现场验证,最终确定了最优的钻孔参数。最后,在谢一矿多条石门联合揭煤过程中运用环形闭合底板巷进行区域消突现场试验,并对消突效果进行检验,结果表明防突措施有效地消除了该突出煤层的突出危险性,很好地保证了在多条石门联合揭煤时整个矿井的安全生产,具有一定的应用价值。
【关键词】：石门揭煤 煤层预抽 参数优化 数值模拟
【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】：TD713
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 煤与瓦斯突出机理的研究现状14-16
• 1.2.1 国外研究现状14-15
• 1.2.2 国内研究现状15-16
• 1.3 煤与瓦斯突出防治技术研究现状16-19
• 1.4 本文研究内容19-21
• 2 石门揭煤突出发生的条件及能量特征研究21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 石门揭煤突出的不同类型及特点21-22
• 2.3 突出煤体的物理力学性质22-28
• 2.3.1 煤体渗透性23-24
• 2.3.2 煤体吸附性24-25
• 2.3.3 煤体强度准则25-28
• 2.4 石门揭煤突出发生的条件28-30
• 2.5 石门揭煤突出的能量特征30-33
• 2.5.1 瓦斯膨胀能30-31
• 2.5.2 弹性应变能31-32
• 2.5.3 突出过程的能量消耗32-33
• 2.5.4 突出能量的动态特征33
• 2.6 本章小结33-35
• 3 钻孔抽采影响因素数值模拟研究及参数优化35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 COMSOL-Multiphysics数值模拟软件简介35-36
• 3.3 钻孔瓦斯抽采流固耦合数学模型及定解条件36-41
• 3.3.1 模型建立的原则36
• 3.3.2 假设条件36
• 3.3.3 控制方程36-40
• 3.3.4 定解条件40
• 3.3.5 模型计算所需参数40-41
• 3.4 模拟结果与分析41-47
• 3.4.1 抽采负压的影响41-42
• 3.4.2 钻孔直径的影响42-44
• 3.4.3 钻孔抽采时间的影响44-46
• 3.4.4 不同钻孔间距的影响46-47
• 3.5 本章小结47-49
• 4 石门揭煤环形闭合底板巷区域防突技术试验研究49-67
• 4.1 引言49
• 4.2 煤层地质概况49-51
• 4.2.1 试验区基本情况49-50
• 4.2.2 煤岩层赋存状况50
• 4.2.3 构造及水文地质情况50-51
• 4.3 区域突出危险性预测51-52
• 4.3.1 前探钻孔51
• 4.3.2 测压钻孔51-52
• 4.4 区域防突措施52-60
• 4.4.1 区域控制范围确定52-53
• 4.4.2 预抽措施钻孔设计53-58
• 4.4.3 环形闭合巷道布置58-60
• 4.5 防突措施效果检验60-64
• 4.5.1 区域效果检验60-62
• 4.5.2 工作面预测62-64
• 4.6 安全防护措施64-66
• 4.7 本章小结66-67
• 5 结论与展望67-69
• 5.1 主要结论67-68
• 5.2 展望68-69
• 参考文献69-75
• 致谢75-76
• 作者简介及读研期间主要科研成果76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：765507