【摘要】：由于我國煤層瓦斯具有低濃度、低壓力、低滲透的“三低”特性,煤礦瓦斯從源頭來源治理有三個方面,本煤層瓦斯治理、采空區(qū)瓦斯治理和臨近層瓦斯治理。而綜放開采因具有產(chǎn)量大、成本低、效益好等優(yōu)點(diǎn),在我國廣泛應(yīng)用,隨之而來的采空區(qū)遺煤量大造成采空區(qū)瓦斯?jié)舛容^高等問題愈發(fā)嚴(yán)重,不僅影響生產(chǎn)而且危及員工安全。瓦斯抽放能從根本上解決煤礦瓦斯問題,而采空區(qū)瓦斯問題通過改變通風(fēng)方式來解決是比較節(jié)約成本的一種有效方法。因此本文在推導(dǎo)本煤層瓦斯運(yùn)移擴(kuò)散公式的基礎(chǔ)上,借助于COMSOL Multiphysics數(shù)值模擬軟件來模擬不同抽放時間、抽采孔徑、抽采負(fù)壓、抽采孔間距、圍巖壓力對抽采效果或孔隙率和滲透率的影響,來找到適合的瓦斯抽放參數(shù);不同通風(fēng)方式對采空區(qū)瓦斯?jié)舛鹊挠绊?模擬高抽巷的高度與理論公式計(jì)算的比對,最后在工程實(shí)踐的監(jiān)測值來對比研究。抽采時間在180d以前抽采效果較此后抽采效果好,抽采孔徑為120mm,抽采負(fù)壓為10kPa,抽采孔間距為5m。上隅角和工作面瓦斯超限問題也是利用改變通風(fēng)方式的方法來解決,模擬采空區(qū)瓦斯?jié)舛鹊淖兓_定通風(fēng)方式為“Y+高抽巷型。通過計(jì)算得到周期來壓步距為8.8m-11.7m,采空區(qū)三帶中的冒落帶的高度為11.8m-18.lm,數(shù)值模擬得到高度為15.5m,確定UDEC數(shù)值模擬軟件的模擬開挖距離為20m,模擬出三帶高度與公式對比相吻合,在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的監(jiān)測數(shù)值鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)Kmax值最大為0.38;鉆屑量Smx最大值為2.4 kg/m;瓦斯?jié)舛萕小于8m3/t,均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
[Abstract]:Because coal seam gas in China has the characteristics of low concentration, low pressure and low permeability, there are three aspects of coal mine gas treatment from source, this coal seam gas treatment, goaf gas treatment and adjacent gas treatment. Due to the advantages of large output, low cost and good benefit, fully mechanized caving mining is widely used in our country, and the following problems such as high gas concentration in goaf caused by the large amount of coal left in goaf are becoming more serious, which not only affect production but also endanger the safety of employees. Gas drainage can fundamentally solve the problem of coal mine gas, and the gas problem in goaf can be solved by changing the ventilation mode, which is an effective method to save cost. Therefore, on the basis of deducing the formula of gas migration and diffusion in coal seam, this paper simulates different drainage time, extraction aperture, suction negative pressure, extraction hole spacing by means of COMSOL Multiphysics numerical simulation software. The influence of surrounding rock pressure on the extraction effect or porosity and permeability to find suitable gas drainage parameters; the influence of different ventilation methods on gas concentration in goaf; the comparison between the height of simulated high drainage roadway and the calculation of theoretical formula, Finally, the monitoring value of engineering practice is compared and studied. The extraction time before 180 days is better than that before 180 days, the extraction aperture is 120 mm, the suction negative pressure is 10 KPA, and the interval between the pumping holes is 5 m. The problem of gas over-limit in upper corner and working face is also solved by changing the ventilation mode. The simulation of gas concentration in goaf determines that the ventilation mode is "Y high drainage roadway". By calculation, the interval of periodic compression is 8.8m-11.7m, the height of falling zone is 11.8m-18.lm, the height of numerical simulation is 15.5 m, the simulated excavation distance of UDEC numerical simulation software is 20m, and the height of three zones is consistent with the formula. In practical application, the maximum value of Kmax is 0.38 and the maximum value of Smx is 2.4 kg/m; gas concentration W < 8m3 / t, which accords with the standard requirement.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD712.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2261877