對(duì)于低透氣性松軟單一煤層突出礦井來(lái)說(shuō),煤與瓦斯突出的區(qū)域防治是一個(gè)世界性的難題。由于預(yù)抽瓦斯措施工程量大、費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)、效果差,煤與瓦斯突出事故難以杜絕,安全生產(chǎn)難以保證。本研究通過(guò)對(duì)順層鉆孔的成孔機(jī)理研究,提出了順層鉆孔深孔施鉆的“孔內(nèi)高壓”施鉆理論,提高了順層鉆孔在低透氣性松軟煤層施鉆深度,解決了順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施不能覆蓋一個(gè)區(qū)段的問(wèn)題；提出了“孔間煤體水力壓裂卸壓增透”技術(shù),通過(guò)理論研究,計(jì)算機(jī)模擬,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),使空間煤體地應(yīng)力釋放、煤體透氣性增加,提高了瓦斯抽采的濃度和流量,大幅度減少了抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間。本研究的研究成功,為單一低透氣性松軟突出煤層開(kāi)辟了一條與開(kāi)采保護(hù)層有相似效果的防突新路。順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施非常適應(yīng)單一低透氣性突出煤層礦井現(xiàn)場(chǎng)的條件,具有防突費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、鉆孔容易布置、鉆機(jī)施工方便、防突效果明顯等優(yōu)點(diǎn),在防突規(guī)定中被列為優(yōu)先選擇的措施。但是,這一區(qū)域防突措施沒(méi)有得到有效的運(yùn)用。究其原因,主要存在如下問(wèn)題：（1）由于突出煤層煤層軟,透氣性低,瓦斯含量和壓力大,垮孔、噴孔嚴(yán)重等限制,上山鉆孔鉆進(jìn)深度超不過(guò)80米,下山鉆孔的深度超不過(guò)60米。... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
作者簡(jiǎn)介
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    §1.1 引言
    §1.2 課題綜述
    §1.3 存在問(wèn)題及研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 存在問(wèn)題
        1.3.2 研究?jī)?nèi)容
        1.3.3 研究思路和技術(shù)路線
    §1.4 研究特色
第二章 順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突關(guān)鍵技術(shù)的理論研究
    §2.1 煤與瓦斯突出機(jī)理分析
        2.1.1 煤與瓦斯突出機(jī)理
        2.1.2 焦作礦區(qū)煤礦的突出機(jī)理分析
        2.1.3 區(qū)域防突應(yīng)當(dāng)遵循的有關(guān)規(guī)定
    §2.2 順層鉆孔深孔鉆進(jìn)的理論研究
        2.2.1 瓦斯在煤層中的流動(dòng)理論
        2.2.2 本煤層順層鉆孔施鉆期間孔內(nèi)瓦斯流動(dòng)狀態(tài)分析
    §2.3 本煤層順層鉆孔成孔機(jī)理研究及施鉆參數(shù)優(yōu)化
        2.3.1 順層預(yù)抽鉆孔成孔機(jī)理分析與“孔內(nèi)高壓”理論的提出
        2.3.2 本煤層順層鉆孔施鉆參數(shù)優(yōu)化
    §2.4 孔間煤體水力壓裂增透技術(shù)理論研究
        2.4.1 煤體受壓破壞過(guò)程及強(qiáng)度準(zhǔn)則
        2.4.2 孔間煤體壓裂措施中煤的破壞機(jī)制
    §2.5 孔間煤體水力壓裂增透技術(shù)的參數(shù)優(yōu)化
        2.5.1 孔間煤體水力壓裂措施的注水系統(tǒng)
        2.5.2 孔間煤體水力壓裂的注水參數(shù)優(yōu)化
    §2.6 本章小結(jié)
第三章 水力壓裂數(shù)值模擬分析
    §3.1 RFPA2D—FLOW軟件簡(jiǎn)介
    §3.2 模型與方案的確立
        3.2.1 模型的建立
        3.2.2 數(shù)值模擬方案
        3.2.3 模型參數(shù)
    §3.3 模擬結(jié)果圖及分析
        3.3.1 不帶自由孔的卸壓范圍分析
        3.3.2 不帶自由孔的滲流孔隙水壓力分析
        3.3.3 不帶自由孔的聲發(fā)射模擬分析
        3.3.4 帶自由孔的卸壓范圍分析
        3.3.5 帶自由孔的滲流孔隙水壓力分析
        3.3.6 帶自由孔的聲發(fā)射模擬分析
    §3.4 本章小結(jié)
第四章 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究
    §4.1 試驗(yàn)礦井及試驗(yàn)地點(diǎn)概況
        4.1.1 地理位置及交通
        4.1.2 水文地質(zhì)特征
        4.1.3 煤層
        4.1.4 水文地質(zhì)類型
        4.1.5 開(kāi)采技術(shù)條件
        4.1.6 九里山礦生產(chǎn)系統(tǒng)概況
        4.1.7 試驗(yàn)地點(diǎn)概況
    §4.2 順層鉆孔深孔鉆進(jìn)試驗(yàn)情況
        4.2.1 古漢山礦試驗(yàn)情況
        4.2.2 中泰礦業(yè)有限公司試驗(yàn)情況
        4.2.3 九里山礦現(xiàn)場(chǎng)施鉆情況
    §4.3 順層鉆孔自由孔的水力沖孔
        4.3.1 水力沖孔設(shè)備
        4.3.2 沖孔工藝過(guò)程
        4.3.3 自由孔的水力沖孔情況
        4.3.4 自由孔水力沖孔后與未沖孔鉆孔瓦斯抽采參數(shù)對(duì)比
    §4.4 孔間煤體壓裂現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
        4.4.1 孔間煤體壓裂的注水壓力流量關(guān)系
        4.4.2 孔間煤體壓裂對(duì)瓦斯的驅(qū)離和置換現(xiàn)象分析
        4.4.3 孔間煤體壓裂后鉆孔抽采參數(shù)的變化分析
        4.4.4 孔間煤體壓裂鉆孔抽采參數(shù)與普通順層鉆孔比較
    §4.5 孔間煤體壓裂的效果與經(jīng)濟(jì)性分析
        4.5.1 孔間煤體水力壓裂區(qū)塊抽采評(píng)價(jià)
        4.5.2 區(qū)域防突指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定
        4.5.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與該礦順層鉆孔預(yù)抽防突效果與經(jīng)濟(jì)性比較
    §4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]煤層注水抑制瓦斯解吸效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究與應(yīng)用[D]. 肖知國(guó).河南理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3153108