碳窑坪煤矿综采工作面及其采空区瓦斯抽采技术研究

发布时间：2017-09-05 04:50

  本文关键词：碳窑坪煤矿综采工作面及其采空区瓦斯抽采技术研究

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【摘要】：我国是煤炭资源大国，目前消耗的主要能源就是煤炭。然而在煤炭的开采过程中，发生最多的事故就是瓦斯灾害。因此，有效防治瓦斯事故，煤矿才能实现安全生产，高瓦斯矿井才能实现高产高效。 本文研究的碳窑坪煤矿是高瓦斯矿井，瓦斯超限一直制约着煤矿的生产。瓦斯治理通风是基础，抽采是手段。由于通风不能解决瓦斯超限问题，必须对其进行瓦斯抽采。而进行瓦斯抽放，最重要的一步就是对抽放瓦斯的参数进行合理、有效、实用的设计。 本文采用理论分析计算与实践相结合的方法，首先结合在碳窑坪煤矿取得资料，通过整理、经计算得到煤层瓦斯压力等参数。然后分析出综采工作面瓦斯主要来源。并分析了风排瓦斯的效果和工作面瓦斯抽放的难易程度。根据选择瓦斯抽放方法的基本原则和工作面实际情况，制定了在开采层沿顺层平行钻孔和采空区埋管相结合的瓦斯抽放方法。在确定瓦斯抽放方法之后，通过瓦斯排放宽度理论确定了钻孔深度，通过计算单个钻孔瓦斯抽采率确定了钻孔间距，通过瓦斯涌出量随时间的变化规律确定了钻孔抽放时间等瓦斯抽放参数，并设计了抽采管路布置。 最后在理论分析的基础上，通过计算瓦斯抽采率和可解析量得出结果都达到了规定要求，证明抽放参数设计的合理有效性。瓦斯抽采率达到53%，矿井瓦斯抽放效率明显提高，并现场验证瓦斯抽采效果，，回风巷和上隅角瓦斯浓度明显下降而且保持在较低水平，从而保证了工作面顺利、安全的正常生产。也为瓦斯资源的合理利用提供了宝贵的经验。
【关键词】：综采工作面 采空区 瓦斯 顺层平行钻孔 埋管 抽放
【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9-16
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外瓦斯抽采现状10-13
• 1.2.1 国外抽放现状10-11
• 1.2.2 国内抽放现状11-13
• 1.3 综合机械化采煤工艺的发展13-14
• 1.4 主要研究内容和方法14-16
• 1.4.1 主要研究内容14
• 1.4.2 主要研究方法和技术路线图14-16
• 2 碳窑坪煤矿开采技术条件16-27
• 2.1 地理位置16-17
• 2.2 井田地质构造17-18
• 2.3 煤层赋存及煤质18-19
• 2.4 矿井开拓方式及采煤方法19
• 2.5 矿井通风与瓦斯涌出现状19-20
• 2.6 综采工作面概况20
• 2.7 煤层瓦斯基础参数20-26
• 2.7.1 煤的瓦斯吸附常数以及工业分析值20-21
• 2.7.2 煤层瓦斯含量21-22
• 2.7.3 煤层瓦斯压力22-24
• 2.7.4 煤层透气性系数24-25
• 2.7.5 钻孔自然瓦斯涌出测定25-26
• 2.8 本章小结26-27
• 3 工作面瓦斯涌出量预测以及瓦斯治理方法分析27-35
• 3.1 瓦斯在煤体中存在的状态27
• 3.2 瓦斯涌出量预测27-32
• 3.2.1 综采工作面瓦斯涌出量预测28-30
• 3.2.2 采空区瓦斯涌出30-32
• 3.3 工作面瓦斯治理方法32-34
• 3.3.1 通风治理瓦斯技术32-33
• 3.3.2 瓦斯抽采技术33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 开采层瓦斯抽采方案研究35-45
• 4.1 开采层瓦斯抽放方法的确定35
• 4.2 瓦斯抽放参数的设计35-43
• 4.2.1 预抽时间的确定36-37
• 4.2.2 抽放钻孔直径的确定37
• 4.2.3 钻孔抽放深度的确定37-41
• 4.2.4 钻孔间距的确定41-42
• 4.2.5 抽放钻孔负压42-43
• 4.3 封孔工艺43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 5 采空区瓦斯抽采技术45-49
• 5.1 采空区瓦斯抽采基本理论45
• 5.2 采空区瓦斯抽采方法的确定45-47
• 5.3 采空区埋管抽采瓦斯技术47-48
• 5.4 本章小结48-49
• 6 瓦斯抽采系统和抽采效果评价49-63
• 6.1 抽采管路系统布置和敷设49-51
• 6.1.1 瓦斯管路敷设路线49-50
• 6.1.2 井下及地面管路敷设50-51
• 6.2 抽采设备布置及选型51-56
• 6.2.1 抽采泵流量计算51
• 6.2.2 抽采泵选型51-56
• 6.3 瓦斯抽采效果评价56-62
• 6.3.1 抽采指标规定56-57
• 6.3.2 抽采效果评价57-58
• 6.3.3 现场抽采效果考察58-62
• 6.4 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-68
• 在学研究成果68-69
• 致谢69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘金彪;姜青山;;亨元煤矿瓦斯抽采必要性与可行性分析[J];山西焦煤科技;2012年03期

2 郑红启;夏会辉;;基于抽采技术的采空区瓦斯治理研究[J];中小企业管理与科技(中旬刊);2014年08期

本文编号：795918