發(fā)布時間：2017-10-26 17:36

  本文關鍵詞：顧北礦下保護層開采瓦斯治理模擬實驗研究

  更多相關文章： 下保護層開采 相似模擬 數(shù)值模擬 工程實踐 瓦斯治理

【摘要】：本文以淮南礦業(yè)集團顧北礦保護層6-2煤開采作為工程實例,在下保護層開采后對被保護層8煤的瓦斯抽采技術和保護層自身的瓦斯抽采技術進行系統(tǒng)的研究分析。其研究成果對促進下保護層開采技術的推廣和應用,以及煤與瓦斯突出礦井的安全高效生產(chǎn)和煤礦的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。 在工作面采動的影響下,工作面頂?shù)装鍘r層將會有相應的移動變形,工作面圍巖的應力狀態(tài)也將重新分布,從而導致煤巖體的滲透性發(fā)生明顯變化。保護層開采也正是使用這一原理對突出危險性的被保護煤層進行瓦斯綜合治理。通過理論分析法、數(shù)值模擬方法、相似模擬試驗和現(xiàn)場工程實踐等研究手段,對下保護層開采后上部煤巖體卸壓特征、煤巖層移動變形、巖體裂隙發(fā)育和煤層卸壓瓦斯抽采方法進行系統(tǒng)的研究。 通過保護層6-2煤層的開采工作面采空區(qū)尾部瓦斯抽放、工作面回風和尾巷風排瓦斯綜合治理實踐、被保護層8煤底板巷道向上穿層鉆孔卸壓瓦斯抽放、6-2煤層底板巷道向上穿層鉆孔卸壓瓦斯抽放、6-2煤層巷道抽放和瓦斯抽放參數(shù)的綜合研究分析,表明可保護層6-2煤的開采和卸壓瓦斯抽放技術的應用成功的消除了被保護層8煤的突出危險性,降低了被保護層8煤的瓦斯含量,使具有煤與瓦斯突出危險的8煤層,成功的轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯咚篃o突出危險的煤層,實現(xiàn)了被保護層8煤的安全高效開采。 被保護層8煤的最大膨脹變形為50.85mm,其膨脹變形率為21.456%o,超過了消除被保護層突出危險性臨界值6.0%o,6-2煤作為保護層的消突效果是可行的。下保護層開采后的走向卸壓保護角約為79.8°,可以根據(jù)實驗所提供的卸壓保護角作為參考值,對目前現(xiàn)行的規(guī)程和規(guī)定建議采用的卸壓保護角進行合理增加或調(diào)整。
【關鍵詞】：下保護層開采 相似模擬 數(shù)值模擬 工程實踐 瓦斯治理
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• Contents10-13
• 1 緒論13-19
• 1.1 選題目的及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 保護層作用機理研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)外保護層開采應用現(xiàn)狀15-18
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 2 下保護層開采覆巖破斷理論分析19-31
• 2.1 概述19
• 2.2 下保護層開采覆巖破壞特征及分布形態(tài)19-23
• 2.2.1 下保護層開采覆巖“三帶”的形成19-21
• 2.2.2 “三帶”的空間形態(tài)21-22
• 2.2.3 冒落帶和裂隙帶發(fā)育高度的預計22-23
• 2.3 下保護層開采覆巖破壞及移動的力學模式23-24
• 2.4 下保護層頂板的破斷特性和覆巖裂隙發(fā)育規(guī)律24-31
• 2.4.1 保護層頂板初次破斷后動力學分析24-27
• 2.4.2 保護層頂板破斷對巖層移動的影響27-28
• 2.4.3 覆巖“O---X”型破斷特征和瓦斯運移通道的形成28-29
• 2.4.4 保護層頂板斷裂對被保護層卸壓及透氣性變化的影響29-31
• 3 下保護層開采后采動裂隙分布相似模擬試驗31-49
• 3.1 礦井概況31-34
• 3.2 開采6-2煤對8煤的保護效果相似模擬分析34-49
• 3.2.1 試驗區(qū)概況34
• 3.2.2 相似材料模擬試驗基本理論34-35
• 3.2.3 相似材料模擬試驗基本條件35-36
• 3.2.4 相似模擬試驗設計36-44
• 3.2.5 開采6-2煤對8煤的保護效果相似模擬分析44-48
• 3.2.6 本章小結(jié)48-49
• 4 下保護層開采后應力及變形特性數(shù)值模擬49-59
• 4.1 數(shù)值模擬模型50
• 4.2 保護層開采數(shù)值模擬結(jié)果分析50-59
• 4.2.1 保護層開采裂隙場分布特性51-53
• 4.2.2 采動應力動態(tài)變化53-56
• 4.2.3 保護層位移變化特性分析56-59
• 5 顧北礦B組煤防突及瓦斯治理工程實踐59-73
• 5.1 試驗區(qū)工作面瓦斯治理方法59
• 5.1.1 風排瓦斯治理方法59
• 5.1.2 尾排瓦斯治理方法59
• 5.2 底板巷設計59-60
• 5.2.1 B8煤層底板抽采方案設計59-60
• 5.2.2 B6煤層底板抽采方案設計60
• 5.3 保護效果考察方案設計60-62
• 5.3.1 考察的內(nèi)容60-61
• 5.3.2 考察方案設計61-62
• 5.4 保護層開采及卸壓瓦斯抽采效果分析62-71
• 5.4.1 被保護煤層瓦斯壓力和透氣性系數(shù)的變化62-63
• 5.4.2 被保護層煤層的相對變形63
• 5.4.3 保護層工作面初采階段瓦斯抽排情況分析63-67
• 5.4.4 保護層工作面開采中期瓦斯抽排效果分析67-69
• 5.4.5 保護層工作面開采初期和中期瓦斯抽排效果對比分析69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 6 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 主要結(jié)論73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻75-79
• 致謝79-80
• 作者簡介80

【參考文獻】

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本文編號：1099745