【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(jiàn)的瓦斯治理手段。本文針對(duì)塔山礦特厚煤層綜放面“低瓦斯賦存,高瓦斯涌出”的典型問(wèn)題,以8214綜放面瓦斯治理為研究對(duì)象,利用MATLAB軟件對(duì)工作面瓦斯?jié)舛葘?shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理,重構(gòu)了工作面瓦斯分布場(chǎng),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(yùn)用FLUENT軟件模擬了采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律;為了驗(yàn)證上述研究成果的準(zhǔn)確性,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有綜放面瓦斯治理方法優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比,提出了大直徑定向長(zhǎng)鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù),采用FLUENT軟件對(duì)不同抽采條件(抽采負(fù)壓、布置層位)下工作面瓦斯治理效果進(jìn)行模擬,得出了大直徑定向長(zhǎng)鉆孔最佳布置層位和抽采負(fù)壓;在塔山礦8208綜放面展開(kāi)工程實(shí)踐并對(duì)抽采效果進(jìn)行了分析。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果,塔山礦綜放面瓦斯涌出主要來(lái)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(duì)采空區(qū)瓦斯運(yùn)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?yàn)椴煽諈^(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(zhǎng)鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯的合理抽采負(fù)壓為15kPa,合理布置層位為距煤層底板36m;8208綜放面工程實(shí)踐表明:大直徑定向長(zhǎng)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(zhǎng)鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)的成功應(yīng)用驗(yàn)證了塔山礦綜放面瓦斯涌出規(guī)律研究結(jié)果的準(zhǔn)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD712.6

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