高瓦斯低透气性煤层强化增透抽放瓦斯技术研究

发布时间：2017-04-04 16:16

  本文关键词：高瓦斯低透气性煤层强化增透抽放瓦斯技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本论文主要针对低透气性高瓦斯突出煤层采掘工作面,提出了采取深孔预裂控制爆破配合长钻孔抽放的技术。以煤层瓦斯赋存和流动理论及深孔预裂控制爆破的机理为基础,借助FLUENT和MATLAB软件进行模拟和分析。并结合淮南矿业集团公司潘三矿的现场实测数据,确定了适合采掘工作面钻孔布置及爆破参数的最优方案。 研究表明:这项技术使采掘工作面抽放钻孔周围一定范围内的煤体裂隙增大,煤体透气性系数得到了大大地提高,同时提高了瓦斯抽放的总量,有效地缩短了本煤层瓦斯预抽时间;爆破后,增大了钻孔瓦斯有效抽放半径,成倍地提高了瓦斯抽放率;而且降低了煤与瓦斯突出的威胁性,从而有效地解决了高瓦斯突出煤层采掘工作面瓦斯超限与瓦斯突出的问题。
【关键词】：瓦斯抽放 煤层 计算机模拟 深孔预裂控制爆破
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TD712.621
【目录】：

• 1 绪论10-17
• 1.1 概述10-11
• 1.2 瓦斯事故防治对策及现状11-13
• 1.2.1 事故现状11-12
• 1.2.2 瓦斯事故防治对策12-13
• 1.3 国内外瓦斯抽放技术13-16
• 1.3.1 国外瓦斯抽放现状13-14
• 1.3.2 我国瓦斯抽放研究现状14-15
• 1.3.3 我国瓦斯抽放系统研究发展方向15-16
• 1.4 问题的提出16-17
• 2 煤层瓦斯流动规律研究17-32
• 2.1 瓦斯再煤层中的流动机理17
• 2.2 煤的吸附理论及煤层瓦斯含量17-21
• 2.2.1 瓦斯赋存状态17
• 2.2.2 煤的孔隙特征及其评价方式17-20
• 2.2.3 煤的吸附性及其影响因素分析20-21
• 2.3 煤的渗透特性21-23
• 2.4 煤层瓦斯运移的基本规律23-32
• 2.4.1 扩散运动23-24
• 2.4.2 层流运动24-26
• 2.4.3 瓦斯再煤层中的流动状态26-27
• 2.4.4 煤层瓦斯流动的基本参数27-32
• 3 煤层强化增透技术研究32-41
• 3.1 深孔预裂控制爆破强化抽放技术32-33
• 3.1.1 深孔预裂控制爆破原理32-33
• 3.1.2 深孔预裂控制爆破裂隙区域形成过程33
• 3.2 深孔预裂控制爆破工艺和设备33-34
• 3.3 钻孔布置方案、装药参数与起爆方式34-35
• 3.4 煤层中柱状装药爆破形成的裂隙圈半径35-36
• 3.5 爆破裂隙扩展的断裂模型36-39
• 3.6 煤体爆破原理与煤体弹性能释放39-40
• 3.7 小结40-41
• 4 瓦斯抽放技术研究41-49
• 4.1 本煤层瓦斯抽放41-45
• 4.1.1 本煤层瓦斯流动及涌出特征41-43
• 4.1.2 本煤层瓦斯抽放方法43-44
• 4.1.3 钻孔法预抽煤层瓦斯44-45
• 4.2 钻孔瓦斯抽放量的影响因素45-46
• 4.3 钻孔瓦斯抽放量随时间的变化规律46-47
• 4.4 钻孔间距的确定47
• 4.5 小结47-49
• 5 钻孔周围煤体瓦斯流动的数值模拟49-79
• 5.1 基本假设49
• 5.2 流体再多孔介质中的质量守恒49-51
• 5.2.1 瓦斯流动方程的建立49-51
• 5.3 瓦斯流动方程的定解条件51-52
• 5.3.1 无限流场51
• 5.3.2 有限流场51-52
• 5.4 瓦斯流动方程的解算52-56
• 5.4.1 瓦斯流动方程的数值计算的有限差分法52-53
• 5.4.2 瓦斯流动方程的解算53-56
• 5.4.3 数值解算过程中的误差控制56
• 5.5 MATLAB、FLUENT数值模拟56-59
• 5.5.1 MATLAB软件介绍56-57
• 5.5.2 FLUENT软件介绍57-59
• 5.6 瓦斯压力、梯度、瓦斯流场速度模拟结果分析59-66
• 5.6.1 基本准备59
• 5.6.2 掘进工作面瓦斯压力及梯度模拟结果59-63
• 5.6.3 综采面顺槽钻孔瓦斯压力及梯度模拟结果图63-65
• 5.6.4 结果分析65-66
• 5.7 矢量模拟图与结果分析66-70
• 5.8 流速模拟结果与分析70-79
• 6 深孔预裂控制爆破配合长钻孔抽放技术现场应用试验79-96
• 6.1 淮南矿区简介79-80
• 6.2 试验区潘三矿概况80-81
• 6.2.1 潘三矿瓦斯情况与分析80-81
• 6.3 1261(3)、1531(3)掘进工作面和1781(3)综采面概况81-84
• 6.4 采掘工作面深孔爆破与抽放方案84-93
• 6.4.1 深孔预裂控制爆破措施84
• 6.4.2 长钻孔控制预裂爆破的布孔方式84-85
• 6.4.3 掘进工作面钻孔施工与抽放参数85-91
• 6.4.4 现场抽放系统和封孔工艺91-93
• 6.5 现场考察与基本结论93-96
• 6.5.1 作用效果93-95
• 6.6.2 小结95-96
• 7 结论96-98
• 8 展望98-99
• 致谢99-100
• 参考文献100-101

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 汪开旺;谯永刚;;煤矿瓦斯抽放技术与装备[J];现代矿业;2011年05期

2 汪开旺;李守国;张兴华;吴庆河;杜晓林;;深孔控制水压爆破工艺技术[J];煤矿安全;2011年05期

3 孙炳兴;王兆丰;伍厚荣;;水力压裂增透技术在瓦斯抽采中的应用[J];煤炭科学技术;2010年11期

4 田野;;浅谈煤矿瓦斯抽放技术[J];科技信息;2012年32期

5 王小朋;乔伟;姜骞;简瑞;;低透气性厚煤层瓦斯双抽采系统优化研究[J];煤炭科学技术;2013年02期

6 覃道雄;朱红青;张民波;申健;杨成轶;;煤层水力压裂增透技术研究与应用[J];煤炭科学技术;2013年05期

7 周俊杰;张翠兰;张迪;沈大富;覃乐;郭臣业;周东平;;地下煤层气水力压裂技术研究[J];河南科技;2013年16期

8 邢玉强;周连春;;煤层瓦斯压力测定技术在平沟煤矿的应用[J];水力采煤与管道运输;2012年01期

9 李晓白;;矿井瓦斯抽采系统优化研究[J];中州煤炭;2013年10期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 谢雄刚;石门揭煤过程煤与瓦斯突出的注液冻结防治理论及技术研究[D];中南大学;2010年

2 刘纪坤;煤体瓦斯吸附解吸过程热效应实验研究[D];中国矿业大学(北京);2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈静;高压空气冲击煤体气体压力分布的模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

2 杨夺;顺层倾向长钻孔区域性瓦斯预抽技术研究[D];内蒙古科技大学;2011年

3 周连春;低透气性高瓦斯矿井瓦斯抽放参数优化研究[D];内蒙古科技大学;2011年

4 张文清;回采工作面边采边抽瓦斯抽放技术研究[D];安徽理工大学;2006年

5 李尧斌;高瓦斯煤层深孔控制预裂爆破增透技术研究[D];安徽理工大学;2006年

6 汪有清;底抽巷上向穿层钻孔抽放远程卸压瓦斯技术研究[D];安徽理工大学;2006年

7 刘文革;煤层深孔松动爆破聚能药管装药结构的设计研究[D];辽宁工程技术大学;2007年

8 张树川;地面钻孔抽采被保护层卸压瓦斯技术研究[D];安徽理工大学;2008年

9 侯俊领;倾斜长壁工作面应力分布及其对瓦斯压力影响规律研究[D];安徽理工大学;2009年

10 郭涛;钻孔抽放瓦斯流固耦合分析及数值模拟[D];重庆大学;2010年

  本文关键词：高瓦斯低透气性煤层强化增透抽放瓦斯技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：285843