發(fā)布時(shí)間：2017-10-27 15:08

  本文關(guān)鍵詞：李雅莊礦自燃煤層回采工作面上隅角瓦斯治理研究

  更多相關(guān)文章： 上隅角 瓦斯治理 自然發(fā)火 交錯(cuò)埋管

【摘要】：隨著礦井產(chǎn)量及采深的逐步增加,煤層瓦斯涌出量亦不斷增大,不少工作面出現(xiàn)了上隅角瓦斯積聚超限現(xiàn)象。因此有必要加強(qiáng)礦井的瓦斯防治管理,采取有效措施抽采瓦斯,為煤礦的安全生產(chǎn)提供安全保障。而對(duì)于回采工作面來說,瓦斯抽采和工作面采空區(qū)煤自燃的防治是一對(duì)矛盾體。如何既能使得采空區(qū)瓦斯影響下的上隅角瓦斯含量不超過限制,又能使得采空區(qū)落煤和遺煤不發(fā)生自燃現(xiàn)象,這就要求對(duì)具體情況下的自燃煤層回采工作面進(jìn)行研究分析,從而找到相應(yīng)的對(duì)策,解決實(shí)際問題,為礦井正常安全生產(chǎn)進(jìn)行有效保證。 本文從李雅莊煤礦2-226工作面入手,研究探討如何治理自然發(fā)火煤層回采工作面上隅角瓦斯,在治理上隅角瓦斯抽采的同時(shí),兼顧工作面采空區(qū)內(nèi)的遺煤自燃。該回采工作面采用U型通風(fēng),U型通風(fēng)雖然上隅角瓦斯積聚是必然的,但是治理上隅角瓦斯超限也是可實(shí)現(xiàn)的。如何既能使得采空區(qū)瓦斯影響下的上隅角瓦斯含量不超限,又能使得采空區(qū)落煤和遺煤不發(fā)生自燃現(xiàn)象,這就要求對(duì)自燃三帶尤其是抽采條件下采空區(qū)的自燃三帶進(jìn)行劃分研究,隨后進(jìn)行抽采孔的科學(xué)設(shè)計(jì),對(duì)其位置、數(shù)量及埋管抽放的范圍和抽放負(fù)壓經(jīng)行進(jìn)一步的研究改進(jìn),在取得較好瓦斯抽采效果的同時(shí),盡量減少抽采對(duì)采空區(qū)自燃三帶的影響。 李雅莊礦2-226工作面2#煤層的煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性；屬Ⅱ類自燃煤層。2-226工作面的瓦斯涌出量較大,屬于高瓦斯礦井。其中,采空區(qū)瓦斯涌出為上隅角瓦斯涌出的主要來源,因此,上隅角瓦斯治理研究的重點(diǎn)是進(jìn)行采空區(qū)瓦斯抽采方法研究。上隅角瓦斯積聚一直是采煤工作面瓦斯治理的難點(diǎn),本文在對(duì)李雅莊煤礦的回采工作面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究后,運(yùn)用數(shù)值模擬、理論分析計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等手段詳細(xì)地分析了采煤工作面瓦斯涌出來源及構(gòu)成、采動(dòng)裂隙場(chǎng)分布特征、上隅角瓦斯積聚的原因及規(guī)律,在對(duì)采場(chǎng)風(fēng)流及采空區(qū)自燃三帶分布研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)自然發(fā)火煤層U型通風(fēng)回采工作面上隅角瓦斯治理提出以高位鉆場(chǎng)和采空區(qū)交錯(cuò)埋管抽采相結(jié)合的方法,同時(shí)開展了工作面負(fù)壓考察,合理設(shè)計(jì)了抽采工藝參數(shù),并對(duì)工作面抽采效果及防治煤層自然發(fā)火效果進(jìn)行了相應(yīng)的考察,制定了自然發(fā)火判定依據(jù)及相應(yīng)的防滅火措施,最終得出適合李雅莊礦類似條件工作面的抽采參數(shù)。研究確定了以高位鉆場(chǎng)和采空區(qū)交錯(cuò)埋管抽采相結(jié)合的方式,是適合李雅莊煤礦2-226回采工作面進(jìn)行上隅角瓦斯治理的有效方法。 經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),針對(duì)高瓦斯礦井采空區(qū)瓦斯抽采條件下煤的自燃發(fā)火研究還不是很多,尤其是在瓦斯抽采過程中,如何得到采空區(qū)內(nèi)的漏風(fēng)規(guī)律、氧氣濃度分布及瓦斯分布規(guī)律,對(duì)于瓦斯抽采對(duì)采空區(qū)自然發(fā)火的影響,以及如何減少瓦斯抽采對(duì)采空區(qū)自然發(fā)火的影響還沒有成熟的研究成果。本文從李雅莊煤礦2-226工作面入手,研究探討如何治理自然發(fā)火煤層回采工作面上隅角瓦斯,在治理上隅角瓦斯抽采的同時(shí),兼顧工作面采空區(qū)內(nèi)的自燃。 本論文形成一套通過研究工作面瓦斯涌出特征和分析采場(chǎng)風(fēng)流和瓦斯分布規(guī)律開展上隅角治理的研究方法,實(shí)踐證明以高位鉆場(chǎng)和交錯(cuò)埋管布置相結(jié)合來治理上隅角瓦斯的這項(xiàng)技術(shù)克服了單一高位鉆場(chǎng)和埋管法的弊端,汲取二者的優(yōu)點(diǎn),相互配合,工業(yè)性試驗(yàn)驗(yàn)證了該項(xiàng)技術(shù)的可行性、有效性和經(jīng)濟(jì)性,通過定量控制抽采負(fù)壓進(jìn)行抽采優(yōu)化實(shí)現(xiàn)兼顧治理上隅角瓦斯超限和防治采空區(qū)煤層自燃的目的,確保工作面安全回采。
【關(guān)鍵詞】：上隅角 瓦斯治理 自然發(fā)火 交錯(cuò)埋管
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD712;TD752.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 研究背景12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 上隅角瓦斯積聚機(jī)理13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 瓦斯抽采對(duì)采空區(qū)自燃影響研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.4 現(xiàn)有自然發(fā)火煤層上隅角瓦斯治理技術(shù)不足之處17-18
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)研究路線18-20
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容18
• 1.3.2 技術(shù)研究路線18-20
• 第二章 工作面瓦斯涌出情況分析20-38
• 2.1 礦井概況20-33
• 2.1.1 井田概況20-22
• 2.1.2 地質(zhì)構(gòu)造與煤層賦存22-29
• 2.1.3 礦井水文特征29-30
• 2.1.4 礦井開拓與開采情況30-31
• 2.1.5 礦井通風(fēng)情況31
• 2.1.6 礦井瓦斯、煤層自燃情況31-33
• 2.2 2-226工作面概況33-34
• 2.3 2-226工作面瓦斯涌出特征34-37
• 2.3.1 瓦斯涌出來源及構(gòu)成35
• 2.3.2 工作面瓦斯涌出考察35-36
• 2.3.3 回采工作面瓦斯涌出與產(chǎn)量的關(guān)系36-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 上隅角瓦斯積聚規(guī)律研究及風(fēng)障法治理模擬38-46
• 3.1 上隅角瓦斯積聚規(guī)律研究38-41
• 3.1.1 采場(chǎng)風(fēng)流與瓦斯分布模型建立38-39
• 3.1.2 工作面采場(chǎng)風(fēng)流流動(dòng)規(guī)律39-40
• 3.1.3 綜采工作面采場(chǎng)瓦斯分布規(guī)律40-41
• 3.2 風(fēng)障法治理上隅角瓦斯研究41-44
• 3.2.1 風(fēng)障法治理上隅角瓦斯數(shù)值模擬41-43
• 3.2.2 工作面風(fēng)障設(shè)置方式改進(jìn)43-44
• 3.3 本章小結(jié)44-46
• 第四章 工作面瓦斯抽采系統(tǒng)建立46-54
• 4.1 抽采規(guī)模確定46
• 4.2 抽采設(shè)備選型46-50
• 4.2.1 瓦斯抽采管管徑的計(jì)算46-47
• 4.2.2 埋管抽采管路損失計(jì)算47-48
• 4.2.3 移動(dòng)瓦斯抽采泵選型48-50
• 4.3 瓦斯抽采方法選擇50-53
• 4.3.1 高位鉆場(chǎng)布置參數(shù)設(shè)計(jì)50-52
• 4.3.2 采空區(qū)埋管抽采工藝參數(shù)52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 埋管抽采與防止煤層自燃協(xié)調(diào)關(guān)系研究54-68
• 5.1 煤炭自燃的條件54-55
• 5.2 采空區(qū)三帶的劃分和測(cè)定55-57
• 5.2.1 采空區(qū)三帶的劃分55-56
• 5.2.2 采空區(qū)三帶的測(cè)定56-57
• 5.3 瓦斯抽采與防滅火的協(xié)調(diào)關(guān)系57-60
• 5.3.1 瓦斯抽采對(duì)采空區(qū)煤層自燃的影響57-58
• 5.3.2 埋管布置方案改進(jìn)58-59
• 5.3.3 埋管抽采的合理負(fù)壓確定59-60
• 5.3.4 埋管抽采工藝參數(shù)考察60
• 5.4 防滅火措施60-66
• 5.4.1 噴灑阻化劑60-61
• 5.4.2 其他時(shí)期的防滅火措施61-66
• 5.5 本章小結(jié)66-68
• 第六章 現(xiàn)場(chǎng)效果考察和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析68-76
• 6.1 2-226工作面抽采效果考察68-71
• 6.2 防治煤層自然發(fā)火效果的考察71-72
• 6.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析72-74
• 6.4 本章小結(jié)74-76
• 第七章 結(jié)論與展望76-78
• 7.1 主要研究成果與結(jié)論76-77
• 7.2 研究展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1104006