平煤四矿170综采工作面瓦斯抽放技术研究

发布时间：2017-09-03 11:09

  本文关键词：平煤四矿170综采工作面瓦斯抽放技术研究

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【摘要】：本论文首先从两个角度进行阐述，首先瓦斯本身作为一种清洁能源具有很高的利用价值；其次对近些年来我国矿区由瓦斯超限引发的煤矿安全生产事故以及造成的严重后果进行了总结。从这两个方面出发并由此为背景提出了煤层瓦斯抽放利用。经过对国内外瓦斯抽放现状进行客观的分析后，了解到我国的地下煤层气储量非常之巨大，但我国矿区在瓦斯抽放方面较之国外起步较晚，一些先进抽放技术在我国应用比较欠缺，并且从抽放率的角度得出我国矿区整体瓦斯抽放率偏低的结论，随后阐明了课题研究的目的和意义。 论文以平煤四矿丁9采区170综采工作面本煤层（丁56煤层）为研究对象，为了取得真实有效的数据，首先对170工作面本煤层实施钻孔取样并进行了较为全面的瓦斯基础参数测定，以便于保证接下来对试验面瓦斯涌出量进行预测的准确性。通过对该煤层瓦斯基础参数相关数据的分析确定了170工作面本煤层为可抽采煤层。用分源预测法预测并得出了回采工作面涌出以本煤层为主的结论。通过比较巷道预抽与钻孔预抽以及本煤层预抽与穿层预抽的特点和优缺点后，决定对170工作面本煤层采用本煤层顺层钻孔预抽的方法进行抽采。后采用了FLUNET软件对平行钻孔和交叉钻孔两种钻孔布置方式进行数值模拟比较后，确定了本煤层顺层平行钻孔更适合170工作面煤层。通过有效的理论分析与计算并辅以相关的经验借鉴确定了钻孔的间距、钻孔深度、合理抽放时间等参数，这些参数为的巷道现场施工提供了有力的科学保证。 最后根据已取得的抽放参数制定相应的施工措施对170工作面本煤层进行施工。经过合理的预抽期后对钻孔预抽瓦斯数据进行监测计算预抽率，结果完全符合工作面回采要求的有关规定。工作面开始回采后对瓦斯易聚集的上隅角和回风巷瓦斯浓度进行持续监测，监测结果完全符合作业标准，，保证了回采作业的安全。由此可见，本论文的设计参数以及施工措施应该是合理有效的。
【关键词】：瓦斯超限 平行钻孔 瓦斯浓度
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题提出9-13
• 1.1.1 研究背景及意义9
• 1.1.2 国外瓦斯抽放现状9-10
• 1.1.3 国内瓦斯抽放现状10-13
• 1.2 课题研究综述13-15
• 1.2.1 研究的主要内容13-14
• 1.2.2 研究目标14
• 1.2.3 研究的技术路线14-15
• 2 煤层瓦斯基础参数测定15-32
• 2.1 平顶山矿区构造及瓦斯赋存规律概述15
• 2.2 平煤四矿概况15-18
• 2.2.1 矿井通风系统16-17
• 2.2.2 矿井抽采系统整体布局17-18
• 2.3 170 工作面煤层瓦斯基础参数的测定18-31
• 2.3.1 煤层瓦斯含量测定19-20
• 2.3.2 煤的瓦斯吸附常数测定20-23
• 2.3.3 煤的孔隙率测定23-25
• 2.3.4 煤层瓦斯压力测定25-27
• 2.3.5 钻孔自然瓦斯涌出特征27-28
• 2.2.6 煤层透气性系数测定28-31
• 2.4 本章小结31-32
• 3 170 工作面瓦斯涌出预测32-41
• 3.1 170 工作面概况32-34
• 3.1.1 170 工作面基本概况32
• 3.1.2 170 工作面煤层概况32-33
• 3.1.3 170 工作面煤层地质构造33
• 3.1.4 170 工作面采煤方法及巷道布置33-34
• 3.1.5 170 工作面回风系统34
• 3.2 170 回采工作面瓦斯涌出量预测34-39
• 3.2.1 170 工作面瓦斯来源的分析35-36
• 3.2.2 170 工作面开采层瓦斯涌出量36-37
• 3.2.3 170 工作面临近层瓦斯涌出量37-39
• 3.3 170 工作面瓦斯抽放必要性与可行性分析39-40
• 3.3.1 170 工作面瓦斯抽放必要性39-40
• 3.3.2 170 工作面瓦斯抽可行性40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 170 工作面瓦斯抽放方法及参数的确定41-62
• 4.1 170 工作面瓦斯抽放方法的确定41-46
• 4.1.1 矿井瓦斯抽采方法类型及选择抽放方法的原则41-42
• 4.1.2 本煤层瓦斯抽放方法42-46
• 4.1.3 170 工作面瓦斯抽放方法的确定46
• 4.2 170 工作面瓦斯预抽钻孔参数的确定46-61
• 4.2.1 钻孔布置方式的确定46-52
• 4.2.2 抽放钻孔深度的确定52-56
• 4.2.3 合理抽放时间的确定56-58
• 4.2.4 钻孔布置间距的确定58-59
• 4.2.5 钻孔抽放负压的确定59-60
• 4.2.6 抽放钻孔直径的确定60-61
• 4.3 本章小结61-62
• 5 170 工作面瓦斯抽放设计方案验证62-80
• 5.1 170 工作面风巷钻孔布置62-66
• 5.2 170 工作面机巷钻孔布置66-70
• 5.3 抽放管路设计70-71
• 5.3.1 抽放支路管径计算70
• 5.3.2 钻孔孔口设施及抽放管路敷设70-71
• 5.3.3 抽放系统的管理71
• 5.4 170 工作面抽放效果验证71-79
• 5.4.1 预抽率计算71-77
• 5.4.2 回采后瓦斯浓度监测反馈77-79
• 5.5 本章小结79-80
• 6 结论与展望80-82
• 6.1 主要结论80-81
• 6.2 前景展望81-82
• 参考文献82-86
• 在学研究成果86-87
• 致谢87

【共引文献】

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9 罗勇;;上保护层开采瓦斯综合治理的试验研究[J];防灾减灾工程学报;2005年04期

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本文编号：784626