高瓦斯煤层工作面瓦斯抽采技术研究与应用

发布时间：2017-09-02 23:25

  本文关键词：高瓦斯煤层工作面瓦斯抽采技术研究与应用

  更多相关文章： 高瓦斯煤层 瓦斯预抽钻孔 COMSOL软件 数值模拟

【摘要】：论文在现场实际调查研究的基础上,针对西合煤矿煤层工作面高瓦斯的现状不能满足工作面高产高效回采要求,以西合煤矿10#煤层试验工作面为依据,通过分析工作面所在煤层赋存情况、瓦斯情况和巷道布置情况,建立工作面瓦斯预抽系统。基于流体力学理论,运用COMSOL模拟软件对工作面预抽瓦斯钻孔的相关参数进行计算机数值模拟,最终得出适合该工作面的相关瓦斯抽采钻孔工艺参数,最后结合10#煤层试验工作面实际情况在现场布置钻孔,根据统计的历时5个月的工作面预抽数据得知本次数值模拟得出的工艺参数在试验工作面取得了良好效果。论文针对西合煤矿10#煤层往深部开采,煤层原始瓦斯含量和瓦斯压力逐渐增加的实际情况,通过计算工作面所在煤层瓦斯基础参数、瓦斯涌出量及对工作面预抽必要性和可行性进行分析论证,为10#煤层工作面进行预抽提供前提和相关数据；利用流体力学相关理论,在计算机上运用COMSOL软件模拟预抽煤层瓦斯钻孔的钻孔直径、孔口负压、预抽时间及钻孔间距等工艺参数。最终确定最优参数；同时考察瓦斯抽采效果,具体措施有现场实测和统计分析钻孔的抽采流量、瓦斯浓度及计算工作面瓦斯抽采率,根据考察结果可以认为所设计的预抽瓦斯钻孔工艺参数实用可靠,为该矿及邻近矿井瓦斯治理工作提供了科学依据和理论指导。
【关键词】：高瓦斯煤层 瓦斯预抽钻孔 COMSOL软件 数值模拟
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 论文研究的背景及意义9-10
• 1.2 国内外煤层工作面瓦斯抽采研究现状10-12
• 1.2.1 国内现状10-11
• 1.2.2 国外现状11-12
• 1.3 主要研究技术思路12-15
• 2 西合煤矿工作面瓦斯抽采论证15-30
• 2.1 矿井与工作面概况15-19
• 2.1.1 矿井概况15
• 2.1.2 矿井地质构造15
• 2.1.3 西合煤矿煤层与煤质15-19
• 2.2 工作面瓦斯基础参数测定及涌出量预测19-26
• 2.2.1 工作面瓦斯基础参数测定19-23
• 2.2.2 瓦斯涌出量预测23-26
• 2.3 工作面瓦斯抽采必要性26-27
• 2.3.1 瓦斯涌出量方面26
• 2.3.2 通风能力方面26
• 2.3.3 从资源和环保方面26-27
• 2.4 瓦斯抽采的可行性27
• 2.5 工作面瓦斯抽采方法的选择27-29
• 2.5.1 抽采方法选择依据27-28
• 2.5.2 巷道预抽与钻孔预抽的比较28-29
• 2.5.3 西合煤矿工作面瓦斯预抽方法确定29
• 2.6 本章小结29-30
• 3 煤层瓦斯流动基础30-37
• 3.1 煤层中瓦斯的存在状态30-32
• 3.1.1 煤的吸附性理论30-31
• 3.1.2 煤的吸附性影响因素31-32
• 3.2 煤层瓦斯流场分类32-34
• 3.3 瓦斯流动理论概述34-36
• 3.3.1 线性瓦斯渗透理论34
• 3.3.2 瓦斯扩散理论34-35
• 3.3.3 非线性瓦斯流动理论35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 工作面预抽瓦斯钻孔工艺参数模拟37-54
• 4.1 COMSOL软件介绍37-38
• 4.1.1 基本结构37
• 4.1.2 COMSOL软件模拟计算步骤37-38
• 4.2 模型建立及确定定解条件38-42
• 4.2.1 条件假设38
• 4.2.2 瓦斯流动方程38-41
• 4.2.3 定解条件41-42
• 4.3 单一钻孔的相关工艺参数模拟42-50
• 4.3.1 模型建立42
• 4.3.2 模拟结果42-50
• 4.4 多个钻孔数值模拟50-53
• 4.4.1 建立模型50-51
• 4.4.2 结果分析51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 5 工作面瓦斯抽采工艺布置54-57
• 5.1 工作面相关瓦斯参数54
• 5.2 工作面预抽瓦斯钻孔布置54
• 5.3 工作面预抽瓦斯效果考察54-56
• 5.4 工作面预抽效果评价56
• 5.5 本章小结56-57
• 6 结论与不足57-59
• 6.1 主要结论57-58
• 6.2 不足之处58-59
• 参考文献59-62
• 附录62-63
• 致谢63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;贵州煤矿瓦斯抽采利用与节能减排研讨会在贵阳召开[J];中国煤层气;2008年03期

2 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];求是;2009年24期

3 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];中国煤炭地质;2009年12期

4 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];中国个体防护装备;2009年06期

5 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];建井技术;2009年06期

6 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];中国应急管理;2009年12期

7 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];现代职业安全;2010年01期

8 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];工矿自动化;2010年02期

9 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];劳动保护;2010年02期

10 张德江;;大力推进煤矿瓦斯抽采利用[J];露天采矿技术;2010年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 田振林;;彬长矿区瓦斯抽采站与瓦斯(乏风)发电厂[A];煤矿瓦斯地质与抽采利用研究——陕西省煤炭学会学术年会论文集（2012）[C];2012年

2 许福利;;矿井瓦斯抽采是矿井安全高效的重要保障[A];基于瓦斯地质的煤矿瓦斯防治技术[C];2009年

3 熊云威;;龙会场煤矿瓦斯抽采方法与参数的合理确定[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年

4 刘广顺;;煤矿瓦斯抽采系统自动放水装置研制[A];煤矿机电一体化新技术学术会议论文集[C];2010年

5 崔洪庆;朱加锋;;发挥瓦斯抽采钻孔地质勘查作用的意义和原则[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年

6 张邦安;;中梁山煤田立体瓦斯抽采利用体系的探索[A];第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会论文集[C];2012年

7 杨继东;;突出煤层瓦斯抽采钻孔除尘技术研究与实践[A];纪念中国煤炭学会成立五十周年省（区、市）煤炭学会学术专刊[C];2012年

8 宋志敏;任建刚;李冰;;基于强化工艺的瓦斯抽采地质研究[A];瓦斯地质研究进展2013[C];2013年

9 朱国忠;贾立钢;;长距离定向水平钻孔瓦斯抽采技术的应用[A];瓦斯地质研究进展2013[C];2013年

10 涂冬平;;利用水力冲孔提高瓦斯抽采效果的技术研究[A];第七届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 万水平　吴勤;建新煤矿瓦斯抽采孔有了“身份证”[N];中国矿业报;2011年

2 本报记者 王雨璐;山西构建五大瓦斯抽采利用园区[N];山西青年报;2014年

3 本报记者 闫志强;煤矿瓦斯抽采成科研投资热点[N];中国能源报;2014年

4 刘铮 陈忠华;国家出台政策推动瓦斯抽采利用[N];中国改革报;2006年

5 记者 杨学锋;江西强化煤矿瓦斯抽采利用[N];中国煤炭报;2007年

6 邝邺;重庆：煤矿瓦斯抽采利用给出指导意见[N];地质勘查导报;2007年

7 记者 董立龙邋通讯员 张英峰;全省煤矿瓦斯抽采利用现场会在张矿集团召开[N];河北日报;2007年

8 记者　刘铮、陈忠华;国家鼓励瓦斯抽采利用[N];人民日报;2006年

9 刘铮 陈忠华;瓦斯抽采项目：税收优惠政策出台[N];新华每日电讯;2006年

10 记者 李仑;山西出台政策鼓励瓦斯抽采利用[N];中国煤炭报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘军;预抽钻孔负压沿孔长变化特性及对瓦斯抽采效果影响研究[D];河南理工大学;2014年

2 郝世俊;煤矿井下大直径定向钻孔的成孔工艺及瓦斯抽采效果研究[D];煤炭科学研究总院;2007年

3 郝富昌;基于多物理场耦合的瓦斯抽采参数优化研究[D];中国矿业大学(北京);2012年

4 胡胜勇;瓦斯抽采钻孔周边煤岩渗流特性及粉体堵漏机理[D];中国矿业大学;2014年

5 刘彦伟;突出危险煤层群卸压瓦斯抽采技术优化及防突可靠性研究[D];中国矿业大学;2013年

6 祝钊;瓦斯抽采安全防护关键技术及多级防护系统研究[D];大连理工大学;2014年

7 吕有厂;煤矿瓦斯抽采钻孔风力排粉水射流负压引射除尘技术及应用[D];中国矿业大学;2012年

8 刘春;松软煤层瓦斯抽采钻孔塌孔失效特性及控制技术基础[D];中国矿业大学;2014年

9 于永江;煤体非均质随机裂隙模型及渗流—应力耦合分析[D];辽宁工程技术大学;2010年

10 周红星;突出煤层穿层钻孔诱导喷孔孔群增透机理及其在瓦斯抽采中的应用[D];中国矿业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈科历;凤凰煤矿瓦斯抽采达标评价研究[D];四川师范大学;2015年

2 吴刚;近距离煤层群上保护层开采卸压机理及瓦斯抽采技术研究[D];中国矿业大学;2015年

3 李仕民;毕节市煤矿井下煤层防突设计研究[D];湖南科技大学;2015年

4 莫曼;威宁县炉山镇鑫峰煤矿瓦斯抽采方法研究[D];湖南科技大学;2015年

5 薛洪来;基于煤巷条带穿层瓦斯抽采钻孔的小断层预测[D];河南理工大学;2014年

6 晋志超;鹤壁三矿煤层瓦斯预抽参数数值模拟研究[D];河南理工大学;2014年

7 延福;鹤壁十矿顺层钻孔瓦斯抽采合理参数确定[D];河南理工大学;2014年

8 孙贝;基于WSN的煤层瓦斯抽采评估系统的研究[D];河南理工大学;2014年

9 石俊鹤;瓦斯抽采源头监测系统软件的研究与设计[D];河南理工大学;2014年

10 杨社;大采高综放工作面瓦斯治理技术研究[D];河北工程大学;2015年

，

本文编号：781522