本文關(guān)鍵詞：急傾斜厚煤層瓦斯抽采技術(shù)研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國的煤炭資源儲(chǔ)量豐富,煤層中富含的瓦斯資源也相當(dāng)可觀。我國的煤炭資源埋藏普遍較深,幾乎所有的煤礦都是采用井工開采。在開采煤炭時(shí)就會(huì)面臨瓦斯問題,而瓦斯抽采既可以滿足礦井安全生產(chǎn)的需要,又可以為我們提供潔凈的能源。新疆的煤炭資源約占全國的40.6%,而其中大部分煤層的傾角都很大。新疆豫新公司大黃山煤礦屬于急傾斜厚煤層高瓦斯礦井,本文基于該礦對(duì)急傾斜厚煤層的瓦斯抽采技術(shù)進(jìn)行了研究與探討。 該論文研究了煤的空隙裂隙特征及瓦斯在煤層中的貯存特征,引入多孔介質(zhì)的概念,對(duì)瓦斯在煤層及采空區(qū)中的運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了研究,煤層的孔隙率大小及采空區(qū)的空隙、裂隙發(fā)育程度都將直接影響到瓦斯抽采的效果,同時(shí)也探究了在U型通風(fēng)條件下,采空區(qū)瓦斯的富集特征,為瓦斯抽采提供了理論依據(jù)。對(duì)+735采面煤巖的進(jìn)行實(shí)地取樣,并進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)分析,為探究采空區(qū)上覆煤巖的垮落特征和頂板的控制以及接下來確定試驗(yàn)區(qū)域頂?shù)装濉叭龓А狈植嫉臄?shù)值模擬提供了數(shù)據(jù)支持。根據(jù)收集的礦井地質(zhì)資料和試驗(yàn)區(qū)采面煤巖樣的力學(xué)分析結(jié)果,建立了數(shù)學(xué)模型,并使用Flac軟件進(jìn)行模擬運(yùn)算,得出了采空區(qū)冒落帶的高度為10m,裂隙帶高度約為29m。從大黃山礦井的實(shí)際情況出發(fā),對(duì)該礦井瓦斯抽采的必要性及可行性進(jìn)行了研究,建立了適于該礦的瓦斯抽采系統(tǒng),即巷道掘進(jìn)期間采用交替邁步式掛耳鉆場(chǎng)預(yù)抽前方80米范圍內(nèi)待掘煤體,解決掘進(jìn)期間瓦斯問題,在回采前,在已掘巷道向本煤層布置順層瓦斯抽采鉆孔,覆蓋采面的所有區(qū)域,并針對(duì)該煤層滲透性差的特點(diǎn)采用高負(fù)壓低流量的抽采辦法�；夭善陂g,對(duì)工作面上隅角瓦斯實(shí)施插管抽采,并通過鄰近煤層中巷道向采空區(qū)打穿層鉆孔抽架后30m的采空區(qū)及老空區(qū)瓦斯。實(shí)施上述基本措施后,+735工作面工作面的瓦斯涌出量明顯減少,最低至4m3/min左右,上隅角瓦斯?jié)舛染S持在0.4%-0.6%之間。工作面瓦斯得到了有效治理,+735采面瓦斯回采率達(dá)到59.17%。
【關(guān)鍵詞】：急傾斜 高瓦斯 數(shù)值模擬 瓦斯抽采
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 瓦斯抽采技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外瓦斯抽采技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)瓦斯抽采理論及技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線15-18
• 第二章 瓦斯運(yùn)移的理論基礎(chǔ)18-32
• 2.1 瓦斯在煤層的貯存特征及含量18-20
• 2.1.1 煤體的孔隙-裂隙特征18
• 2.1.2 煤體中瓦斯的存在狀態(tài)18-19
• 2.1.3 煤體中的瓦斯含量19-20
• 2.2 多孔介質(zhì)的概念及特征20-24
• 2.2.1 多孔介質(zhì)的概念20
• 2.2.2 孔隙性20-22
• 2.2.3 比面22-23
• 2.2.4 壓縮性23-24
• 2.3 煤層瓦斯的流動(dòng)基本規(guī)律24-27
• 2.3.1 煤層瓦斯流場(chǎng)的類型24
• 2.3.2 瓦斯擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)及菲克定律24-25
• 2.3.3 達(dá)西定律25-27
• 2.4 采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律27-31
• 2.4.1 工作面瓦斯涌來源出分析27-28
• 2.4.2 采空區(qū)裂隙發(fā)育特征及瓦斯貯存特點(diǎn)28-30
• 2.4.3 U型通風(fēng)條件下采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 急傾斜煤層煤巖樣力學(xué)性質(zhì)測(cè)定32-48
• 3.1 采面的煤巖取樣32-33
• 3.2 煤巖樣實(shí)驗(yàn)參數(shù)33-35
• 3.3 煤巖試樣加工35-37
• 3.3.1 加工設(shè)備35
• 3.3.2 煤巖試樣加工及壓縮實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備35-37
• 3.4 煤巖樣物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果37-44
• 3.4.1 煤巖密度實(shí)驗(yàn)37-39
• 3.4.2 煤巖單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)39-41
• 3.4.3 煤巖劈裂實(shí)驗(yàn)41-42
• 3.4.4 煤巖抗剪實(shí)驗(yàn)42-44
• 3.5 煤巖集合力學(xué)特征及工作面煤巖體性質(zhì)評(píng)價(jià)44-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 第四章 試驗(yàn)工作面頂?shù)装逡苿?dòng)特征數(shù)值模擬分析48-68
• 4.1 礦區(qū)地質(zhì)概況48-49
• 4.2 Flac簡(jiǎn)介49-53
• 4.3 計(jì)算模型的建立53-58
• 4.3.1 模型的設(shè)計(jì)原則53-54
• 4.3.2 模型的建立54
• 4.3.3 計(jì)算模型的力學(xué)參數(shù)54-58
• 4.3.4 原巖應(yīng)力狀態(tài)模擬58
• 4.4 應(yīng)力分布狀態(tài)分析58-61
• 4.5 頂?shù)装濉叭龓А苯缦薹治龃_定61-67
• 4.5.1 垂直位移計(jì)算結(jié)果分析61-63
• 4.5.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移變化狀態(tài)分析63-66
• 4.5.3 位移矢量計(jì)算結(jié)果分析66-67
• 4.6 本章小結(jié)67-68
• 第五章 大黃山礦瓦斯抽采技術(shù)68-84
• 5.1 礦井瓦斯抽采的必要性及可行性研究68-69
• 5.1.1 瓦斯抽放的必要性68-69
• 5.1.2 瓦斯抽放的可行性69
• 5.2 瓦斯抽放方案69-71
• 5.2.1 瓦斯涌出來源分析69-70
• 5.2.2 抽放瓦斯方案選擇70
• 5.2.3 瓦斯抽采方法70-71
• 5.3 +735工作面的抽采系統(tǒng)概況71
• 5.4 本煤層瓦斯抽采技術(shù)71-77
• 5.4.1 本煤層瓦斯抽采鉆孔布置方法及參數(shù)71-75
• 5.4.2 本煤層瓦斯預(yù)抽采效果分析75-77
• 5.5 采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)77-83
• 5.5.1 上隅角瓦斯抽采插管布置參數(shù)研究77-79
• 5.5.2 +772頂板措施巷煤袋墻構(gòu)筑及管理79-80
• 5.5.3 架后采空區(qū)瓦斯抽采鉆孔參數(shù)研究80-82
• 5.5.4 采空區(qū)瓦斯抽采效果分析82-83
• 5.6 本章小結(jié)83-84
• 第六章 結(jié)論與展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90-92
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文92

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：急傾斜厚煤層瓦斯抽采技術(shù)研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：312211