本文關(guān)鍵詞：大黃山煤礦綜放面瓦斯鉆孔抽采技術(shù)及評(píng)判研究

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【摘要】：瓦斯災(zāi)害是煤礦五大災(zāi)害之一，其長(zhǎng)期制約著我國(guó)煤礦的安全生產(chǎn)，尤其在煤層較厚的高瓦斯礦井，瓦斯的防治工作更是尤為重要。放頂煤是是厚煤層開(kāi)采的一種重要方法，其開(kāi)采工藝決定了采空區(qū)遺煤較多，遺煤所釋放瓦斯就會(huì)急劇增加，更加容易導(dǎo)致綜采工作面瓦斯超限問(wèn)題的發(fā)生。國(guó)內(nèi)主要通過(guò)鉆孔抽采對(duì)高瓦斯厚煤層瓦斯超限進(jìn)行治理，所以，對(duì)綜放面瓦斯鉆孔抽采技術(shù)的研究，具有十分重要的實(shí)際意義。 本文以高瓦斯礦井——新疆豫新煤業(yè)大黃山礦，為實(shí)際工程背景，以該礦主采工作面+735綜放面為具體研究對(duì)象，對(duì)其瓦斯抽采治理技術(shù)措施進(jìn)行研究，以期解決工作面瓦斯超限的問(wèn)題。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： 一、通過(guò)對(duì)八尺槽和中大槽煤樣巖樣進(jìn)行了采集，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。研究了其瓦斯賦存的基礎(chǔ)參數(shù)，得到了煤層原始的瓦斯含量、瓦斯壓力以及瓦斯吸附常數(shù)a、b值；并得到鉆孔的自然瓦斯涌出的衰減系數(shù)和對(duì)應(yīng)煤層的透氣性系數(shù)等，為進(jìn)一步研究大黃山礦瓦斯運(yùn)移規(guī)律和瓦斯抽采治理技術(shù)，提供了基礎(chǔ)理論支撐。 二、研究了綜放工作面頂板覆巖的采動(dòng)運(yùn)移規(guī)律，對(duì)頂板“三帶”的分布做了定性與定量分析研究，，計(jì)算出頂板的冒落帶高度為9.8~14.2m之間，運(yùn)用數(shù)值模擬得到頂板的裂隙帶的高度為30m左右，對(duì)瓦斯抽采和鉆孔參數(shù)的確定具有重要意義。 三、通過(guò)對(duì)綜放工作面的瓦斯來(lái)源進(jìn)行了分析，對(duì)各瓦斯源項(xiàng)的涌出量和貢獻(xiàn)程度進(jìn)行了分析計(jì)算，得出采空區(qū)瓦斯涌出量占到61%，煤壁瓦斯涌出量占39%，確定了對(duì)735工作面的瓦斯治理應(yīng)主要進(jìn)行采空區(qū)瓦斯治理，為抽采方案的選擇和確定提供了基本依據(jù)。 四、對(duì)鉆孔抽采瓦斯所適用的數(shù)學(xué)理論模型進(jìn)行研究探討。運(yùn)用了數(shù)值模擬軟件COMSOL Multiphysics，以穿層鉆孔為例，模擬了不同抽采時(shí)間和不同孔徑鉆孔抽采下，鉆孔附近的瓦斯流態(tài)，得到了瓦斯流速和瓦斯壓力分布云圖以及壓力等值線圖。模擬結(jié)果顯示：距穿層鉆孔較遠(yuǎn)處，瓦斯流速穩(wěn)定，瓦斯壓力分布均勻，符合達(dá)西定律；靠近鉆孔中心處，瓦斯流速最大。隨著抽采的進(jìn)行，鉆孔周?chē)簩又型咚箟毫χ鸩浇档停诳拷@孔中心處的煤層中瓦斯壓力變化梯度較大，降低速度很快，在較遠(yuǎn)處瓦斯壓力梯度相對(duì)較小，瓦斯壓力降低緩慢。通過(guò)對(duì)模擬結(jié)果的分析，確定了抽采鉆孔應(yīng)采用的合理孔徑。 五、對(duì)綜采工作面瓦斯抽采治理的效果進(jìn)行了評(píng)判，分別從抽放后瓦斯剩余含量、瓦斯殘余壓力、瓦斯解析量、采面瓦斯抽采率、礦井總瓦斯抽采率等指標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算分析，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，與規(guī)定允許的達(dá)標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，判定得出+735綜采面瓦斯抽采治理達(dá)到了規(guī)定的要求，抽采效果良好。
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD712.62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1175412