李雅庄煤矿瓦斯抽采系统运行规律测试及抽采效果评价

发布时间：2017-09-11 17:22

  本文关键词：李雅庄煤矿瓦斯抽采系统运行规律测试及抽采效果评价

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【摘要】：瓦斯抽采是防治瓦斯灾害的根本途径之一,高效健康运行的瓦斯抽采系统是保证抽采效果的前提。目前我国大多数矿井瓦斯抽采系统都建立一段时间了,逐渐暴露越来越多的问题。本文基于对李雅庄煤矿瓦斯抽采系统运行参数的测试及其规律分析,针对我国尚未形成系统性的煤矿瓦斯抽采系统评价体系的现状,建立瓦斯抽采系统评价指标体系及综合评价模型,对李雅庄煤矿瓦斯抽采系统进行综合评价。结合李雅庄煤矿瓦斯抽采系统的运行规律及其评价结果对李雅庄煤矿瓦斯抽采系统进行优化,对于解决李雅庄煤矿瓦斯抽采系统存在的问题,保障生产安全具有重要的意义。通过对李雅庄煤矿瓦斯抽采系统运行参数测定及分析,得出抽采系统运行规律:(1)由于受到瓦斯解吸规律以及采动扰动的影响,本煤层单孔浓度随时间的变化呈现高-低-高规律,沿巷道走向方向单孔的浓度及流量整体呈现增大的趋势;(2)本煤层钻孔抽采瓦斯初期,瓦斯浓度、流量随着负压的增大而增大,但有一个合理负压值,超过合理负压值,瓦斯浓度反而随着负压的增大而减小,李雅庄煤矿本煤层瓦斯抽采钻孔的初期合理值为17kPa;随着抽采时间的增加,煤体瓦斯含量逐渐降低,瓦斯抽采浓度和抽采量逐渐降低,最后稳定在低浓度、低流量运行;后期由于采动及封孔质量下降的影响,负压过高对抽采浓度产生负影响,会抽入过多的空气。(3)对于高抽巷,抽采前期,采动的影响较弱,顶板裂隙形成不充分,抽采负压与瓦斯抽采浓度、纯流量并没有明显的一致性;但在抽采后期,由于采动裂隙的形成,抽采负压与瓦斯浓度存在负相关关系,为了避免抽入过多的空气,抽采负压不宜过高,李雅庄煤矿应稳定在20kPa为宜。针对煤矿瓦斯抽采系统设计、施工、运行管理的顺序,建立由瓦斯抽采难易度评价,瓦斯抽采系统建设、运行状态评价,瓦斯抽采系统抽采效果评价3个部分构成的瓦斯抽采系统多层次评价指标体系,并构建煤矿瓦斯抽采系统模糊综合评判模型。利用层次分析法赋权,建立模糊综合评判模型对李雅庄煤矿瓦斯抽采系统进行评价,评价结果表明:李雅庄煤矿瓦斯抽采难度属可以抽采,抽采技术选用合理,抽采巷道、抽采管网布置基本符合规范要求,但存在封孔质量差,管网系统漏风严重,系统运行状态差,抽采负压不达标,抽采浓度低、存在爆炸的隐患,抽采系统的日常管理也存在一些漏洞等问题。根据评价结果提出更换封孔方式并结合增大抽采管径以减小封孔间隙的方法提高封孔质量,用新型粉煤灰注浆封孔替换传统棉布裹聚氨酯方法,DN75抽采管替换DN50抽采管,现场试验结果表明新方法瓦斯流量及浓度均有较大提升;对管路连接处进行封胶加密,并根据运行规律,适时关闭低浓度抽采单孔、调整抽采支管路抽采负压等措施,显著降低了系统漏风量,提高了抽采浓度,解决了李雅庄煤矿瓦斯抽采系统的问题。
【关键词】：瓦斯抽采系统 瓦斯参数测试 运行规律 评价体系 优化
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 变量注释表17-19
• 1 绪论19-25
• 1.1 问题的提出19-20
• 1.2 研究的目的及意义20
• 1.3 国内外研究现状20-23
• 1.4 本文的研究内容及技术路线23-25
• 2 矿井概况25-32
• 2.1 李雅庄矿概况25-26
• 2.2 瓦斯抽采管路系统概况26-32
• 3 瓦斯抽采系统运行参数测定及规律分析32-59
• 3.1 抽采系统参数测定方案32-33
• 3.2 抽采系统运行参数测定及分析33-35
• 3.3 管网阻力损耗分析35-41
• 3.4 单孔参数测定及分析41-47
• 3.5 工作面抽采钻场数据测试及分析47-49
• 3.6 管路负压、流量、浓度变化规律研究49-58
• 3.7 本章小结58-59
• 4 瓦斯抽采系统评价体系的建立及应用59-78
• 4.1 瓦斯抽采系统指标体系的建立59-66
• 4.2 瓦斯抽采系统评价模型的确定66-72
• 4.3 李雅庄煤矿瓦斯抽采系统的评价72-77
• 4.4 本章小结77-78
• 5 瓦斯抽采系统优化研究78-88
• 5.1 抽采单孔优化研究78-83
• 5.2 瓦斯管网系统的优化研究83-86
• 5.3 其他优化措施86
• 5.4 本章小结86-88
• 6 结论与展望88-91
• 6.1 结论88-89
• 6.2 论文创新点89-90
• 6.3 研究展望90-91
• 参考文献91-94
• 作者简介94-96
• 学位论文数据集96

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本文编号：832066