瓦斯事故是煤礦安全生產(chǎn)中最常見(jiàn)、造成損失最大的事故之一。瓦斯預(yù)抽是針對(duì)煤礦瓦斯事故采取有效防治手段之一。陜西建新煤礦礦井煤層瓦斯涌出量大、煤巖滲透性差,瓦斯抽采難度較大,制定合理的預(yù)抽方案可以有效提高瓦斯預(yù)抽效果。煤層的有效抽采半徑則是制定預(yù)抽方案的重要參數(shù)。有效抽采半徑的大小和許多因素有關(guān),如煤層的透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、抽采負(fù)壓和鉆孔孔徑等等。所以,如何準(zhǔn)確地測(cè)定煤層瓦斯有效抽采半徑對(duì)預(yù)抽方案地制定具有巨大價(jià)值,對(duì)確保煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。本文以建新煤礦4-2煤層4207工作面為研究對(duì)象,在理論分析煤層瓦斯運(yùn)移規(guī)律的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了鉆孔附近瓦斯流動(dòng)模型;然后依據(jù)煤層實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù),利用FLUENT模擬軟件,數(shù)值模擬計(jì)算了鉆孔周圍瓦斯壓力的分布規(guī)律,獲得了鉆孔孔徑、抽采負(fù)壓以及煤層透氣性系數(shù)對(duì)有效抽采半徑的影響;再采用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法對(duì)4-2煤層的有效抽采半徑進(jìn)行了測(cè)定,最后針對(duì)該礦的煤層開(kāi)采情況提出了瓦斯抽采鉆孔優(yōu)化布孔方案。通過(guò)研究得出以下結(jié)論:隨著抽采時(shí)間的延長(zhǎng),有效抽采半徑在不斷增大,但增大速率會(huì)降低,并且有效抽采半徑存在極值;有效抽采半徑與鉆孔孔徑和煤層透氣性存在正相關(guān)關(guān)系,而抽采負(fù)壓的改變并不能引起有效抽采半徑的顯著變化。通過(guò)百米鉆孔抽采瓦斯純量與自然衰減系數(shù)的關(guān)系式預(yù)測(cè)抽采達(dá)標(biāo)所需時(shí)間,對(duì)基于殘余瓦斯含量測(cè)煤層有效抽采半徑的方法進(jìn)行了改進(jìn),建立了有效抽采半徑與抽采時(shí)間的關(guān)系式,測(cè)得4-2煤層4207工作面94mm孔徑鉆孔與133mm孔徑鉆孔的有效抽采半徑,為建新煤礦4-2煤層4207工作面瓦斯抽采方案設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)所測(cè)得的有效抽采半徑,采用FLUENT模擬軟件對(duì)合理鉆孔間距進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,并分析了不同布孔方式對(duì)抽采效果的影響,提出了4207工作面合理的布孔方案。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD712.6
【部分圖文】：

過(guò)去憑借經(jīng)驗(yàn)盲目制定抽采方法、決策抽采時(shí)間等問(wèn)題，制定出抽采與開(kāi)采工作接替的標(biāo)準(zhǔn)。該模式已在國(guó)內(nèi)許多礦井的實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。依據(jù)抽放煤層瓦斯工作地的不同，將國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的瓦斯抽放方法分類，如圖1.1[32]：圖 1.1 不同抽放瓦斯方法分類煤層瓦斯抽采技術(shù)的探索在國(guó)內(nèi)外幾代學(xué)者的不懈努力下取得了豐碩的成果。在具體的抽采實(shí)踐中，不同礦井的工況條件對(duì)抽采技術(shù)有著不同的需求。在系統(tǒng)學(xué)習(xí)前人抽采經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，需要依據(jù)這些具體要求制定富有針對(duì)性的抽采方案。

技術(shù)路線圖

流體在通過(guò)像煤這種多孔介質(zhì)時(shí)，其流達(dá)西定律的線性滲流，到不服從達(dá)西定律的非化往往沒(méi)有明顯的分界線。由于成煤過(guò)程的條勻，故而煤層氣在煤層內(nèi)運(yùn)移通道變化非常大為服從達(dá)西定律。類型采負(fù)壓的作用下，瓦斯壓力分布形成明顯的高流，具有一定的流速。瓦斯發(fā)生滲流運(yùn)動(dòng)的范根據(jù)流動(dòng)場(chǎng)的不同流向空間可以將滲流場(chǎng)分為同流動(dòng)時(shí)間則可以將滲流場(chǎng)分為穩(wěn)定流場(chǎng)和非向分類在流場(chǎng)內(nèi)，煤層瓦斯沿單一方向流動(dòng)，流線相層中設(shè)立平巷，巷道高比層厚更大，巷道兩邊 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 仇海生;;基于殘余瓦斯含量的抽采有效半徑驗(yàn)證研究[J];能源技術(shù)與管理;2015年06期

2 胡千庭;孫海濤;杜子健;;煤礦區(qū)煤層氣地面井開(kāi)發(fā)工程實(shí)踐及利用前景[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2015年09期

3 鄭雷;;SF_6氣體示蹤法測(cè)定低透氣性高瓦斯煤層瓦斯抽放半徑[J];煤田地質(zhì)與勘探;2015年03期

4 雷文杰;王昭;;預(yù)估—校正算法模擬鉆孔瓦斯徑向流動(dòng)[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年11期

5 關(guān)聯(lián)合;高亮;;本煤層瓦斯抽采半徑測(cè)定技術(shù)研究與實(shí)踐[J];中國(guó)煤炭;2014年09期

6 張書(shū)金;李紹泉;李樹(shù)清;解慶雪;;基于層次分析法的煤礦瓦斯抽采技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)[J];煤礦安全;2013年09期

7 梁冰;袁欣鵬;孫維吉;王巖;趙海波;;分組測(cè)壓確定瓦斯有效抽采半徑試驗(yàn)研究[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2013年01期

8 劉軍;王兆豐;李學(xué)臣;康宇;;消除礦井瓦斯抽采空白帶方法的研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2012年12期

9 郝富昌;劉明舉;孫麗娟;;瓦斯抽采半徑確定方法的比較及存在問(wèn)題研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2012年12期

10 秦勇;袁亮;胡千庭;葉建平;胡愛(ài)梅;申寶宏;程遠(yuǎn)平;何學(xué)秋;張遂安;李國(guó)富;張群;;我國(guó)煤層氣勘探與開(kāi)發(fā)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2012年10期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 袁亮;薛俊華;;中國(guó)煤礦瓦斯治理理論與技術(shù)[A];2010年安徽省科協(xié)年會(huì)——煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展專題研討會(huì)論文集[C];2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 禹業(yè)挺;低透氣性煤層穿層鉆孔擴(kuò)孔增透強(qiáng)化抽采技術(shù)研究[D];安徽建筑大學(xué);2012年

2 劉金龍;鐵法礦區(qū)大興礦瓦斯抽放技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2823511