發(fā)布時(shí)間：2017-04-17 13:04

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

【摘要】：煤層的卸壓開采過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力釋放,形成卸壓區(qū)域。卸壓區(qū)域會(huì)產(chǎn)生大量的新生裂隙和空隙,使煤體膨脹變形,滲透特性大大增加,為煤體中瓦斯運(yùn)移提供通道,并為瓦斯抽放提供增透效果。本文以卸壓瓦斯抽采技術(shù)的研究為主線,結(jié)合急傾斜厚煤層這種特殊煤層進(jìn)行研究分析,對(duì)其在開采過(guò)程中的卸壓瓦斯抽采技術(shù)開展了一下研究。本論文首先對(duì)卸壓開采下的瓦斯運(yùn)移規(guī)律、煤層滲透性特性的影響因素、載荷煤體受力特性及卸壓開采煤層瓦斯的匯集規(guī)律進(jìn)行了理論研究,為煤體力學(xué)特性及滲流特性的試驗(yàn)研究和卸壓瓦斯抽采提供理論依據(jù)。其次,對(duì)大黃山煤礦中大槽煤層的煤體進(jìn)行取樣,并制取試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)煤樣(50mm×100mm),運(yùn)用太原理工大學(xué)研制的WYS-800微機(jī)控制電液伺服三軸瓦斯?jié)B流試驗(yàn)裝置對(duì)煤樣分別進(jìn)行了單軸壓縮試驗(yàn)、常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)、含瓦斯煤的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)及含瓦斯煤的卸圍壓試驗(yàn)。分別得出煤樣的力學(xué)參數(shù);常規(guī)三軸路徑和卸圍壓兩種路徑下的含瓦斯煤受力特性及滲透率的變化規(guī)律。再次,運(yùn)用FLAC 3D模擬軟件,對(duì)大黃山煤礦的急傾斜厚煤層開采過(guò)程進(jìn)行建模模擬,經(jīng)模擬得出工作面頂板位移圖,工作面底板及平行與底板25m處的應(yīng)力及位移分布規(guī)律。通過(guò)膨脹量計(jì)算公式計(jì)算出試驗(yàn)工作面底板煤巖體的膨脹變形量3D云圖,表明試驗(yàn)工作面底板煤巖體由于受到上部工作面的開采,達(dá)到了很好的卸壓效果,這樣會(huì)使得試驗(yàn)工作面底板煤巖體瓦斯通過(guò)新形成的裂隙空隙滲流至工作面采空區(qū)中,增加了采空區(qū)中瓦斯的含量。最后,對(duì)大黃山中大槽煤層分層開采工藝進(jìn)行研究,根據(jù)開采特點(diǎn)對(duì)735工作面的底板煤體進(jìn)行預(yù)抽,并對(duì)試驗(yàn)工作面在開采過(guò)程中采空區(qū)底板的卸壓區(qū)域進(jìn)行瓦斯抽采,以實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)的接替工作面實(shí)現(xiàn)預(yù)抽瓦斯。通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)得到,接替工作面煤層殘余瓦斯壓力為0.21MPa,殘余瓦斯含量為2.873m3/t,可解析瓦斯量為0.563m3/t,可以判定該區(qū)域范圍內(nèi)瓦斯抽采效果達(dá)標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：急傾斜厚煤層 卸壓瓦斯 卸壓開采 滲透率 FLAC 3D
【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】：2016
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 選題的背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 瓦斯?jié)B流理論的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 煤巖卸荷路徑下的滲流特性的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 卸壓瓦斯抽采的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及方法16-18
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.2 技術(shù)路線17-18
• 第二章 卸壓開采下瓦斯運(yùn)移及煤層滲透性基本理論研究18-28
• 2.1 瓦斯在煤層中運(yùn)移的基本理論18-19
• 2.2 煤層滲透性影響因素研究19-21
• 2.2.1 煤層滲透性影響因素19-21
• 2.2.2 煤層滲透性與應(yīng)力的關(guān)系21
• 2.3 載荷煤受力特性的分析21-23
• 2.3.1 受載煤體的莫爾理論分析21-22
• 2.3.2 開采保護(hù)層時(shí)被保護(hù)層的應(yīng)力及滲透率變化規(guī)律22-23
• 2.4 卸壓開采煤層瓦斯?jié)B流與匯集特性研究23-25
• 2.4.1 卸壓開采下瓦斯的滲流方程23-24
• 2.4.2 開采上保護(hù)層下覆煤巖層瓦斯匯集規(guī)律24-25
• 2.5 鉆孔抽采卸壓瓦斯理論研究25-26
• 2.5.1 巖石的碎脹性系數(shù)25
• 2.5.2“三區(qū)”、“三帶”及O型圈25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-28
• 第三章 煤體力學(xué)性質(zhì)及瓦斯?jié)B流特性試驗(yàn)研究28-50
• 3.1 煤樣的采集及加工28-29
• 3.1.1 煤樣的采集28-29
• 3.1.2 原煤煤樣加工29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的介紹29-33
• 3.2.1 三軸瓦斯?jié)B流試驗(yàn)裝置的基本結(jié)構(gòu)介紹30-31
• 3.2.2 三軸瓦斯?jié)B流試驗(yàn)裝置的基本技術(shù)參數(shù)31-33
• 3.3 煤樣力學(xué)特性的研究33-36
• 3.3.1 單軸壓縮下煤樣的力學(xué)性質(zhì)33-35
• 3.3.2 常規(guī)三軸壓縮下煤樣的力學(xué)性質(zhì)35-36
• 3.4 常規(guī)三軸下含瓦斯煤體滲透行為的研究36-43
• 3.4.1 常規(guī)三軸下含瓦斯煤體煤體滲透率試驗(yàn)37-38
• 3.4.2 煤體滲透率的測(cè)試及計(jì)算方法38-40
• 3.4.3 含瓦斯煤體的變形特征及滲透率規(guī)律分析40-43
• 3.5 卸圍壓下含瓦斯煤變形特性及滲透特性的研究43-47
• 3.5.1 卸圍壓下含瓦斯煤滲透率試驗(yàn)44
• 3.5.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析44-47
• 3.6 本章小結(jié)47-50
• 第四章 急傾斜厚煤層卸壓開采下數(shù)值模擬研究50-64
• 4.1 試驗(yàn)工作面基本概況50-51
• 4.2 FLAC 3D軟件介紹及模型的建立51-53
• 4.2.1 FLAC 3D軟件的基本理論51-52
• 4.2.2 FLAC 3D的特點(diǎn)及分析步驟52-53
• 4.3 模型及邊界條件53-55
• 4.3.1 模型的建立53-55
• 4.3.2 邊界條件的設(shè)定55
• 4.4 急傾斜厚煤層開采后模擬結(jié)果分析55-58
• 4.4.1 試驗(yàn)工作面頂?shù)装鍛?yīng)力分布規(guī)律55-57
• 4.4.2 中大槽煤層開采后頂?shù)装逦灰谱兓?guī)律57-58
• 4.5 急傾斜厚煤層開采后下覆煤巖層模擬結(jié)果分析58-62
• 4.5.1 工作面底板下部煤巖層垂直應(yīng)力分布規(guī)律58-59
• 4.5.2 工作面煤層底板煤巖層位移變化規(guī)律59-60
• 4.5.3 工作面底板煤層膨脹變形量分布規(guī)律60-62
• 4.6 急傾斜厚煤層工作面底板瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究62-63
• 4.7 本章小結(jié)63-64
• 第五章 急傾斜厚煤層卸壓瓦斯抽采技術(shù)研究64-72
• 5.1 急傾斜厚煤層工作面底板瓦斯抽采技術(shù)64-69
• 5.1.1 急傾斜厚煤層工作面瓦斯涌出來(lái)源分析64-65
• 5.1.2 試驗(yàn)工作面下部底板工作面卸壓瓦斯抽采技術(shù)65-69
• 5.2 抽采效果評(píng)價(jià)69-71
• 5.2.1 抽采鉆孔有效控制范圍界定69
• 5.2.2 抽采瓦斯效果評(píng)判指標(biāo)測(cè)定69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

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