張集煤礦煤層瓦斯抽采鉆孔合理封孔深度研究
本文選題:瓦斯抽采 + 穿層鉆孔 ; 參考:《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:瓦斯在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)重威脅煤礦的安全高效生產(chǎn),瓦斯抽采是治理瓦斯問(wèn)題關(guān)鍵的方法之一,通過(guò)瓦斯抽采不僅可以減少安全隱患,還可以實(shí)現(xiàn)瓦斯有效利用,有利于環(huán)境保護(hù)。而鉆孔抽采又是抽采方法其中一種。鉆孔抽采主要依托于打鉆與封孔來(lái)完成,封孔質(zhì)量的好壞嚴(yán)重影響瓦斯抽采效果,目前瓦斯抽采鉆孔封孔質(zhì)量差,致使鉆孔抽采瓦斯?jié)舛鹊?鉆孔有效抽采時(shí)間不長(zhǎng),為了提高瓦斯抽采濃度與抽采效率,所以鉆孔封孔是瓦斯抽采中非常關(guān)鍵的一環(huán),而封孔深度對(duì)瓦斯抽采來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵。通過(guò)查閱大量的參考文獻(xiàn),本文綜合分析瓦斯抽采鉆孔封孔深度的影響因素以及與鉆孔周圍應(yīng)力分布狀態(tài)的關(guān)系,鉆孔在成型以后也與巷道類似,周圍會(huì)形成"三帶"(卸壓帶、應(yīng)力集中帶與原始應(yīng)力帶),分析得到了瓦斯抽采鉆孔的封孔深度要超過(guò)煤層卸壓帶,進(jìn)入應(yīng)力集中帶或原始應(yīng)力帶。針對(duì)不同煤礦地質(zhì)條件下的煤層,要首先計(jì)算出煤層卸壓帶與應(yīng)力集中帶的區(qū)域范圍,才可以準(zhǔn)確確定瓦斯抽采鉆孔的合理封孔深度。通過(guò)對(duì)張集礦13-1煤所在的1123(3)底抽巷煤巖樣的物理力學(xué)性能各項(xiàng)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算,應(yīng)用FLAC3D數(shù)值模擬軟件模擬鉆孔形成過(guò)程,結(jié)合前面理論分析從而得出塑性區(qū)與應(yīng)力集中帶區(qū)域,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,并將運(yùn)用了不同的封孔方式與封孔深度所測(cè)得的瓦斯數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,最終確定了13-1煤的合理封孔深度為8~10m。
[Abstract]:In the process of coal mine production, gas extraction is one of the key methods to control the gas problem, which can not only reduce the hidden danger of safety, but also realize the effective utilization of gas. In favor of environmental protection. Borehole extraction is one of the extraction methods. Borehole extraction mainly depends on drilling and sealing hole to complete, the quality of sealing hole seriously affects the effect of gas drainage. At present, the quality of gas drainage borehole is poor, resulting in low gas concentration in borehole extraction, and the effective extraction time of borehole is not long. In order to improve the concentration and efficiency of gas extraction, hole sealing is a very important part in gas extraction, and the depth of sealing hole is very important to gas extraction. By consulting a large number of references, this paper synthetically analyzes the influence factors of the hole sealing depth of gas drainage borehole and the relationship with the stress distribution state around the borehole. The borehole is similar to the roadway after forming, and the "three zones" (pressure relief zone) will be formed around the borehole. From the analysis of the stress concentration zone and the original stress zone, it is concluded that the hole sealing depth of the gas drainage borehole is higher than that of the coal seam relief zone and enters the stress concentration zone or the original stress zone. In view of the coal seams under different geological conditions, it is necessary to first calculate the regional range of the pressure relief zone and the stress concentration zone in the coal seam, in order to accurately determine the reasonable sealing depth of the gas drainage borehole. Based on the statistics and calculation of the physical and mechanical properties of the 1123 (3) bottom roadway coal samples of Zhangji 13-1 coal mine, the formation process of boreholes was simulated by using FLAC3D numerical simulation software. Combining with the previous theoretical analysis, the plastic zone and the stress concentration zone are obtained for field application, and the gas data obtained by using different sealing methods and sealing depth are compared and analyzed. Finally, the reasonable sealing depth of 13-1 coal is determined to be 810m.
【學(xué)位授予單位】:安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TD712.6
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