平煤六矿丁组煤高效开采区域瓦斯治理技术研究

发布时间：2017-04-26 00:08

  本文关键词：平煤六矿丁组煤高效开采区域瓦斯治理技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：煤与瓦斯突出是煤矿安全开采的重要隐患之一。近年来随着开采深度的不断加深,煤层周围的地质条件也越加复杂。各项突出指标(瓦斯含量、瓦斯压力、地应力等)超标频率越来越高,煤与瓦斯突出的强度和频率也逐渐增加。在煤炭经济形势下行的大环境下,各突出矿井迫切需要一套安全、经济、高效的区域瓦斯治理模式来保障矿井的正常效益。分析研究平煤六矿丁组煤层,发现丁组煤具有煤层埋深跨度大、地质构造较复杂、瓦斯压力较大、瓦斯含量相对较小、无保护层可采的特点。论文通过整理分析矿井资料和力学参数测定,利用ANSYS软件对煤层地应力及构造应力的分布进行了模拟、通过钻孔喷孔实验确定适合丁组煤层的应力指标临界值,依据《河南省十项措施》要求、《防突规定》规定和丁组煤层煤质特征,确定适合丁组煤层的瓦斯含量和瓦斯压力突出的临界值,同时参考其它临近矿井相似煤层测定的瓦斯放散初速度及钻孔钻屑量的临界值,综合上述分析结果对丁组煤层的突出危险性进行了分级。通过钻机能力评价、钻孔有效半径的确定和矿井防突能力评价,结合分级结果选择实施适用相应级别的区域防突措施,区域综合措施实施后对不同突出区域的消突效果进行评价,实现高效区域瓦斯治理的目的。最后论文研究成果在平煤六矿丁5.6-21110工作面进行了现场应用,从取得的效果来看,实现了安全、高效、经济的区域瓦斯治理,达到煤矿安全高效开采的目标。
【关键词】：应力模拟 临界指标 钻孔有效半径 突出分级 区域措施选择
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD713.3
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 选题背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 突出分级的国内外研究现状11-13
• 1.2.2 预抽煤层瓦斯区域防突技术的国内外研究现状13-14
• 1.3 研究内容14-15
• 1.4 技术路线15-16
• 2 矿井概况16-22
• 2.1 交通位置及隶属关系16
• 2.2 矿井含煤地层概况16-17
• 2.3 矿井煤与瓦斯突出等级鉴定17-18
• 2.4 地质构造及顶底板特性18-19
• 2.5 丁 5.6 煤层煤质特征19-20
• 2.6 平煤六矿生产能力、开拓方式与通风系统20-22
• 3 力学参数测定及应力模拟22-29
• 3.1 丁组煤岩力学参数测定22-23
• 3.2 煤层应力模拟23-28
• 3.2.1ANSYS软件介绍24
• 3.2.2 模型的建立24-25
• 3.2.3 应力场数值模拟及分析25-28
• 3.3 小结28-29
• 4 钻孔喷孔实验研究29-38
• 4.1 钻孔喷孔概述29
• 4.2 钻孔喷孔的理论分析29-33
• 4.3 钻孔喷孔试验33-34
• 4.3.1 试验目的33
• 4.3.2 试验内容33
• 4.3.3 试验过程及方法33
• 4.3.4 试验仪器和设备33-34
• 4.4 侧向应变的测量及侧向压力的确定34-36
• 4.4.1 侧向应变的测量及结果34-35
• 4.4.2 侧向压力的计算35-36
• 4.5 喷孔次数与压力的关系及临界压力的确定36-37
• 4.5.1 喷孔次数与压力的关系36
• 4.5.2 临界压力的确定36-37
• 4.6 小结37-38
• 5 丁组煤层突出危险区域分级38-48
• 5.1 煤与瓦斯突出危险区域预测方法38-39
• 5.1.1 单项指标法38
• 5.1.2 瓦斯地质统计法38-39
• 5.2 丁组煤层突出危险性分析39-42
• 5.2.1 丁组煤层的储气状态39
• 5.2.2 丁组煤层地质构造与突出关系39-40
• 5.2.3 丁组煤层突出预测指标分析40-41
• 5.2.4 丁组煤层煤体强度41-42
• 5.3 丁组煤层突出危险性区域等级划分42-47
• 5.3.1 六矿丁组煤层历次煤与瓦斯动力情况分析42-44
• 5.3.2 丁组煤层煤与瓦斯突出危险区域等级划分44-45
• 5.3.3 一水平丁组煤层突出危险区域划分45
• 5.3.4 二水平丁组煤层突出危险区域划分45-46
• 5.3.5 突出危险区域的转化与细化46-47
• 5.4 小结47-48
• 6 钻孔瓦斯抽采有效影响半径研究48-61
• 6.1 瓦斯抽采有效半径研究的目的48
• 6.2 煤层瓦斯流动基础理论研究48-51
• 6.2.1 线性瓦斯流动理论48-49
• 6.2.2 非线性瓦斯流动理论49-50
• 6.2.3 瓦斯扩散理论50-51
• 6.3 瓦斯在煤层中的流动状态51-53
• 6.4 钻孔周围压力分布情况53-54
• 6.5 钻孔抽采的有效影响半径现场测定54-56
• 6.6 测定结果及分析56-59
• 6.6.1 测定结果56-58
• 6.6.2 结果分析58-59
• 6.7 小结59-61
• 7 区域措施选择及效果评价61-65
• 7.1 突出防治分级61
• 7.2 区域措施选择61-62
• 7.3 区域措施效果评价62-64
• 7.3.1 区域措施效果评价依据62-63
• 7.3.2 区域措施效果评价指标63-64
• 7.4 小结64-65
• 8 高效开采区域瓦斯治理技术现场应用65-73
• 8.1 工作面概况65
• 8.2 工作面突出危险等级划分65-66
• 8.3 区域防突措施设计66-70
• 8.3.1 丁 5.6-21110工作面巷道设计66-68
• 8.3.2 工作面抽放钻孔布置68-70
• 8.3.3 区域防突措施要求70
• 8.4 区域措施效果评价70-72
• 8.5 小结72-73
• 9 研究结论与展望73-75
• 9.1 研究结论73
• 9.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 作者简历79-80
• 学位论文数据集80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张彬;;淮北矿业集团瓦斯综合防治体系及实践[J];煤炭科学技术;2011年04期

2 王子邦;;轩岗矿区瓦斯治理技术探索与实践[J];中国西部科技;2013年08期

3 李付安;陈龙;;焦作矿区区域性瓦斯治理技术的发展应用[J];科技致富向导;2013年26期

4 袁亮;淮南矿区瓦斯治理技术与实践[J];煤炭科学技术;2000年01期

5 袁亮;淮南矿区瓦斯治理技术与实践[J];矿业安全与环保;2000年03期

6 李f痰，

本文编号：327337