【摘要】：瓦斯災(zāi)害是阻礙特大型礦井集約化生產(chǎn)的主要因素之一。防治瓦斯災(zāi)害仍然是礦井安全生產(chǎn)的主要任務(wù),而瓦斯抽采是目前最為有效、最為常見的瓦斯治理手段。本文針對塔山礦特厚煤層綜放面“低瓦斯賦存,高瓦斯涌出”的典型問題,以8214綜放面瓦斯治理為研究對象,利用MATLAB軟件對工作面瓦斯?jié)舛葘崪y數(shù)據(jù)進行可視化處理,重構(gòu)了工作面瓦斯分布場,結(jié)合工作面瓦斯涌出特征,確定了各瓦斯涌出源所占比例;采用理論分析和3DEC軟件數(shù)值模擬的方法研究了采空區(qū)覆巖裂隙分布特征;根據(jù)覆巖裂隙分布特征構(gòu)建了采空區(qū)三維模型,運用FLUENT軟件模擬了采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律;為了驗證上述研究成果的準確性,通過對現(xiàn)有綜放面瓦斯治理方法優(yōu)缺點的對比,提出了大直徑定向長鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù),采用FLUENT軟件對不同抽采條件(抽采負壓、布置層位)下工作面瓦斯治理效果進行模擬,得出了大直徑定向長鉆孔最佳布置層位和抽采負壓;在塔山礦8208綜放面展開工程實踐并對抽采效果進行了分析。根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果,塔山礦綜放面瓦斯涌出主要來源為采空區(qū),涌出比例為78.2%;根據(jù)理論分析和3DEC軟件模擬結(jié)果,塔山礦綜放面采空區(qū)覆巖冒落帶高度為28.3±2.5m,裂隙帶高度為52±5.6m,覆巖垮落角為55°;根據(jù)FLUENT軟件對采空區(qū)瓦斯運移的模擬結(jié)果,采空區(qū)瓦斯在多因素的作用下主要富集在采空區(qū)裂隙帶靠近回風(fēng)側(cè)區(qū)域內(nèi),工作面回風(fēng)側(cè)起1/4區(qū)域為采空區(qū)瓦斯涌出的主要區(qū)域;根據(jù)FLUENT軟件控制單一變量的分析結(jié)果,長鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯的合理抽采負壓為15kPa,合理布置層位為距煤層底板36m;8208綜放面工程實踐表明:大直徑定向長鉆孔抽采瓦斯量平均為17.1m~3/min,上隅角埋管抽采瓦斯純量為4.29m~3/min~8.25m~3/min,工作面瓦斯抽采率為69%~81.7%,上隅角瓦斯?jié)舛仍?.4%左右。大直徑定向長鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)的成功應(yīng)用驗證了塔山礦綜放面瓦斯涌出規(guī)律研究結(jié)果的準確性,為塔山礦特厚煤層綜放面瓦斯治理提供了技術(shù)支撐。
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD712.6

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