發(fā)布時間：2017-05-05 16:15

  本文關鍵詞：棋盤井礦煤層注水工藝方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤礦在機械化生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的粉塵,粉塵的存在嚴重影響井下條件和煤礦工人的生命安全,為了降低煤礦開采時的粉塵,本論文研究以降低棋盤井煤礦9號煤層1020902采煤工作面粉塵為中心,以可行、高效為標準,以安全機械化生產(chǎn)為重點,以環(huán)境保護“三同時”為原則；以不影響正常生產(chǎn)工作為要求,實現(xiàn)改善采煤工作面工作壞境(粉塵濃度降低30%)為宗旨,采用煤層長孔注水技術。 本文分析并總結(jié)了在煤層注水防塵方面的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和取得的成果,闡述了煤層注水的基本原理,對棋盤井煤礦9號煤層1020902采煤工作面的煤層賦存條件、頂?shù)装迩闆r、采煤方法、通風及粉塵現(xiàn)狀進行了全面分析,并通過實驗室試驗測定了煤層注水所需的煤巖特性、煤的反射率、煤的力學性質(zhì)、煤的工業(yè)分析、頂?shù)装逦锢砹W性質(zhì)、煤水濕潤邊角、煤的自然吸水率、孔隙率等相關參數(shù),借助COMSOL軟件對煤層注水進行了模擬與分析,分析其注水后的含水率及濕潤半徑的情況,考察不同的注水時間下,濕潤半徑與注水壓力的大小關系,通過模擬,得出了符合現(xiàn)場實際情況的注水工藝,并通過現(xiàn)場的試驗孔進行論證。 研究結(jié)果表明：棋盤井煤礦1020902采煤工作面,采用長孔脈沖注磁化水能有效地改善煤層的濕潤半徑,增加煤層水分,部分原來封閉的裂隙在脈沖注磁化水的作用下形成新的裂隙,其煤層注水效果能得到進一步改善。注水效果與煤體本身的物理機械特性、煤體的孔隙率、煤體的水滲透性系數(shù)、水的表面張力、水壓、封孔長度有密切關系,煤層注水的除塵效率關鍵在于鉆孔的單孔注水量、煤體濕潤特性,而鉆孔的單孔注水量和煤的濕潤特性與煤層的孔隙率、滲透性、注水方式及壓力、注水時間、鉆孔孔徑、鉆孔角度及長度有關,隨著注水量的增加,降塵率也隨之增加。通過此次注水試驗可以得出：當鉆孔深度達到180m,孔徑50mm,脈沖動壓注水水壓為7MPa,注水連續(xù)時間8d,每個鉆孔的注水量為370.82m3,鉆孔間距為15m時,注水防塵效果能達到最好。
【關鍵詞】：煤層注水防塵 動壓長孔注水 COMSOL數(shù)值模擬 實驗室試驗 注水工藝研究
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD714.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 問題的提出11-12
• 1.2 煤層注水理論12-16
• 1.2.1 煤層注水機理12-14
• 1.2.2 注水降塵機理研究14-16
• 1.3 國內(nèi)外煤層注水工藝方法研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 國外煤層注水工藝方法研究現(xiàn)狀16
• 1.3.2 國內(nèi)煤層注水技術研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文的研究方法、研究內(nèi)容及技術路線18-20
• 1.4.1 研究方法18
• 1.4.2 研究內(nèi)容18
• 1.4.3 研究的技術路線18-20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第二章 礦井基本概況21-33
• 2.1 位置與交通21-22
• 2.2 井田范圍和9號煤層煤炭儲量22
• 2.2.1 井田范圍22
• 2.2.2 9號煤層煤炭儲量22
• 2.3 礦井地質(zhì)構(gòu)造及9號煤層賦存情況22-23
• 2.3.1 地質(zhì)構(gòu)造22-23
• 2.3.2 9號煤層賦存情況23
• 2.4 礦井開拓系統(tǒng)、采區(qū)巷道布置及采煤方法23-26
• 2.4.1 開拓系統(tǒng)23-25
• 2.4.2 采區(qū)巷道布置25
• 2.4.3 采煤方法25-26
• 2.5 礦井通風情況26-28
• 2.5.1 通風方式及通風系統(tǒng)26
• 2.5.2 礦井通風設備26-28
• 2.6 礦井粉塵情況28-31
• 2.6.1 粉塵測定28-30
• 2.6.2 粉塵防治措施30-31
• 2.7 礦井水源及供水系統(tǒng)31-32
• 2.7.1 礦井供水水源31-32
• 2.7.2 供水系統(tǒng)32
• 2.8 本章小結(jié)32-33
• 第三章 Ⅰ020902工作面介紹33-44
• 3.1 工作面位置及煤層概況33
• 3.2 煤層頂?shù)装寮暗刭|(zhì)構(gòu)造情況33-34
• 3.2.1 工作面頂?shù)装迩闆r33-34
• 3.2.2 工作面地質(zhì)構(gòu)造34
• 3.3 采煤方法及回采工藝34-37
• 3.3.1 采煤方法34-35
• 3.3.2 回采工藝35-37
• 3.4 工作面產(chǎn)量、推進度37-39
• 3.4.1 工作面年推進度37-38
• 3.4.2 工作面生產(chǎn)能力38-39
• 3.5 進、回風巷幾何尺寸和支護形式39-40
• 3.6 通風及粉塵情況40-43
• 3.6.1 通風情況40-42
• 3.6.2 工作面粉塵情況42-43
• 3.7 本章小結(jié)43-44
• 第四章 Ⅰ020902工作面煤層基本性質(zhì)研究44-66
• 4.1 煤巖特征44-45
• 4.2 煤的反射率45-46
• 4.3 煤的力學性質(zhì)46-51
• 4.3.1 煤的堅固性系數(shù)46-48
• 4.3.2 密度48-51
• 4.4 煤的工業(yè)分析51-56
• 4.4.1 全水分的測定51-55
• 4.4.2 灰分、揮發(fā)分固定碳55-56
• 4.5 頂?shù)装宓奈锢砹W性質(zhì)56
• 4.6 煤水濕潤邊角56-59
• 4.6.1 濕潤邊角測定方法選擇56-57
• 4.6.2 所需儀器設備57
• 4.6.3 試驗步驟57
• 4.6.4 試驗結(jié)果57-59
• 4.7 煤自然吸水率測定59-62
• 4.7.1 試驗所需的儀器設備59
• 4.7.2 試驗步驟59-60
• 4.7.3 試驗數(shù)據(jù)60
• 4.7.4 數(shù)據(jù)計算60-62
• 4.8 孔隙率62-64
• 4.8.1 煤層注水孔隙利用情況62-63
• 4.8.2 孔隙率計算及測定63
• 4.8.3 孔隙率評價63-64
• 4.9 煤層注水可注性分析64
• 4.10 本章小結(jié)64-66
• 第五章 改善煤層濕潤特性的研究66-71
• 5.1 磁場作用機理66-67
• 5.1.1 煤吸附水的微觀機理66
• 5.1.2 磁場對水及其與煤體表面相互作用影響機理66-67
• 5.2 磁化水特性研究67-68
• 5.2.1 磁場對水表面張力的影響67-68
• 5.2.2 磁化水對煤巖滲透性的影響68
• 5.3 磁化水的除塵途徑68
• 5.4 接觸角與潤濕作用的關系68-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 第六章 煤層注水濕潤特性數(shù)值模擬研究71-81
• 6.1 應用軟件簡介71
• 6.2 數(shù)值模擬模型的建立71-73
• 6.2.1 數(shù)值模擬原理71-72
• 6.2.2 模型的建立72
• 6.2.3 模擬所需參數(shù)的確定72
• 6.2.4 邊界條件及載荷條件確定72-73
• 6.2.5 模擬方案的確定73
• 6.3 模擬結(jié)果及分析73-79
• 6.4 本章小結(jié)79-81
• 第七章 煤層注水工藝方法及效果、效益分析81-96
• 7.1 煤層注水方式及其選擇81-82
• 7.2 注水工藝方法的確定82-90
• 7.3 煤層注水安全技術措施90-91
• 7.4 煤層注水勞動組織91
• 7.5 煤層注水的效果及其檢測91-93
• 7.6 煤層注水效益分析93-95
• 7.8 本章小結(jié)95-96
• 第八章 主要結(jié)論及展望96-98
• 8.1 主要結(jié)論96
• 8.2 展望96-98
• 致謝98-99
• 參考文獻99-102
• 附錄A 攻讀碩士期間參與的科研項目和發(fā)表論文情況102

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王平，宋蘭花，郗愛紅，吳念祖;粉體粒度與其表面親水性關系的研究[J];北京化工學院學報(自然科學版);1994年04期

2 費慶志;磁化對水性能的影響[J];大連鐵道學院學報;1998年01期

3 金龍哲;德國煤層注水防塵發(fā)展動向[J];煤炭工程師;1994年05期

4 竇世文;張宏偉;劉志偉;;向斜軸部傾斜煤層應力狀態(tài)分析[J];采礦與安全工程學報;2007年04期

5 蔣裕平;磁化水除塵的研究[J];科學技術與工程;2004年06期

6 繆學玉;用表面活性劑溶液改善煤體潤濕效果[J];煤礦安全;1992年10期

7 孫文標,劉輝,趙宏偉;煤層注水在煤礦安全中的應用及效果淺析[J];煤礦安全;2004年12期

8 張峰;張和生;肖謹;;綜放工作面煤層注水及效果分析[J];煤礦安全;2006年04期

9 解興智,傅貴;煤潤濕性測量方法的探討[J];煤炭科學技術;2004年02期

10 秦文貴,張延松;煤孔隙分布與煤層注水增量的關系[J];煤炭學報;2000年05期

  本文關鍵詞：棋盤井礦煤層注水工藝方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：346680