本文關(guān)鍵詞：火成巖侵入?yún)^(qū)石門揭開煤層群防突技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤與瓦斯突出是威脅煤礦安全生產(chǎn)的重要災(zāi)害之一,往往會(huì)造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。即使沒(méi)有人員傷亡,也會(huì)使得巷道內(nèi)瓦斯涌出量的增大,造成瓦斯?jié)舛雀咧党?威脅礦井安全。石門揭煤過(guò)程中,由于特殊的瓦斯賦存條件和地質(zhì)構(gòu)造因素,煤與瓦斯突出災(zāi)害發(fā)生的幾率更大。為此,許多國(guó)家、科研機(jī)構(gòu)和礦區(qū)不斷地探索較為安全可靠的防突技術(shù),以確保安全、順利地揭煤。 海孜煤礦是典型的受火成巖侵入影響較大的礦區(qū)�；鸪蓭r從海孜礦5煤層開始侵入,最大厚度可達(dá)到170m,覆蓋礦區(qū)的大部分地區(qū)。在火成巖的炙熱烘烤和上覆載荷的作用下,其下伏煤層的瓦斯賦存異常,工作面前方應(yīng)力峰值增大。歷史上,海孜礦火成巖侵入?yún)^(qū)域下伏煤層曾多次發(fā)生煤與瓦斯突出事故,造成了重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,也出現(xiàn)了多次瓦斯高值超限的事故,給煤礦安全帶來(lái)重大安全威脅。 海孜礦Ⅱ32采區(qū)主運(yùn)石門上覆有均厚140m的火成巖分布,為了安全、順利地揭開Ⅱ32主運(yùn)石門9、8煤層群,首先,通過(guò)損傷力學(xué)理論和固流耦合的相關(guān)原理分析作為理論基礎(chǔ),分析造成煤與瓦斯突出的相關(guān)因素；其次運(yùn)用COMSOL-Multiphysics數(shù)值模擬軟件對(duì)比分析在上覆為火成巖和砂巖的兩種不同情況下,待揭煤工作面前方應(yīng)力分布的異同；再次,對(duì)比分析受火成巖影響不同的兩個(gè)采區(qū)相同煤層瓦斯賦存的異同；最后,對(duì)待揭煤層實(shí)施密集預(yù)抽鉆孔預(yù)抽瓦斯和低壓水力沖孔的區(qū)域防治措施,以消除待揭煤層的煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。 通過(guò)數(shù)值模擬分析,上覆為巨厚火成巖的待揭煤工作面前方的應(yīng)力集中區(qū)域和應(yīng)力峰值高于上覆為砂巖的情況,表明待揭煤層的突出危險(xiǎn)性會(huì)增大；受火成巖影響的采區(qū)的瓦斯賦存相關(guān)參數(shù)明顯高于不受影響的采區(qū)；對(duì)待揭煤層實(shí)施密集預(yù)抽鉆孔抽采瓦斯和低壓水力沖孔,沖孔后,鉆孔的純流量增加了26.5%-43.8%,瓦斯?jié)舛仍黾恿?4.4%-91.7%；抽采結(jié)束后,待揭煤層的殘余瓦斯壓力為0.3MPa、0.22MPa,殘余瓦斯含量為5.23m3/t、5.21m3/t,整體抽采率達(dá)到了55.7%。表明,采取的一系列措施效果較明顯,可以實(shí)現(xiàn)安全、順利揭煤的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：石門揭煤 火成巖侵入 瓦斯抽采 低壓水力沖孔
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD713
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1. 緒論14-22
• 1.1 課題研究的背景和意義14-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 石門揭煤防突技術(shù)研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 水力沖孔研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容和方法19-22
• 1.3.1 研究的主要內(nèi)容19
• 1.3.2 研究的方法19-22
• 2. 火成巖侵入?yún)^(qū)石門揭煤區(qū)域力學(xué)特征研究22-36
• 2.1 煤巖體力學(xué)特性分析22-26
• 2.1.1 煤巖體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系22-25
• 2.1.2 煤巖體的非均勻性對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的影響25-26
• 2.2 石門揭煤區(qū)域煤巖體破裂變形特征26-29
• 2.2.1 煤巖體受載變形規(guī)律26-27
• 2.2.2 影響煤巖體變形的因素27-28
• 2.2.3 煤巖體失穩(wěn)判斷準(zhǔn)則28-29
• 2.3 火成巖下煤巖體采動(dòng)效應(yīng)29-30
• 2.4 火成巖侵入?yún)^(qū)石門揭煤工作面力學(xué)特性數(shù)值模擬30-33
• 2.4.1 COMSOL-Multiphysics軟件簡(jiǎn)介30
• 2.4.2 數(shù)值模擬模型的建立30-31
• 2.4.3 數(shù)值模擬結(jié)果31-33
• 2.5 地應(yīng)力對(duì)瓦斯壓力和煤體強(qiáng)度的影響33-35
• 2.5.1 地應(yīng)力對(duì)瓦斯壓力的影響33-34
• 2.5.2 地應(yīng)力對(duì)煤體強(qiáng)度的影響34-35
• 2.6 本章小結(jié)35-36
• 3. 火成巖侵入對(duì)煤層瓦斯賦存和瓦斯災(zāi)害的影響36-44
• 3.1 火成巖侵入對(duì)煤層瓦斯賦存的影響37-40
• 3.1.1 火成巖侵入對(duì)煤質(zhì)的影響37-38
• 3.1.2 火成巖侵入對(duì)瓦斯吸附-解吸特性的影響38-39
• 3.1.3 火成巖侵入對(duì)煤層瓦斯的“圈閉”作用39-40
• 3.2 火成巖侵入對(duì)瓦斯災(zāi)害的影響40-42
• 3.2.1 火成巖侵入對(duì)瓦斯含量和瓦斯壓力的影響40-41
• 3.2.2 火成巖侵入對(duì)綜合指標(biāo)D、K的影響41
• 3.2.3 火成巖侵入對(duì)煤體強(qiáng)度的影響41
• 3.2.4 火成巖侵入造成的區(qū)域應(yīng)力異常41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-44
• 4. 石門待揭煤區(qū)域突出危險(xiǎn)性分析及抽采鉆孔設(shè)計(jì)44-54
• 4.1 試驗(yàn)區(qū)概況44-45
• 4.2 揭煤工藝流程45-46
• 4.3 Ⅱ32主運(yùn)石門待揭煤區(qū)域原始瓦斯壓力測(cè)定46-50
• 4.3.1 待揭煤層原始瓦斯壓力測(cè)壓鉆孔設(shè)計(jì)46-47
• 4.3.2 測(cè)壓鉆孔“兩堵一注”封孔法47-48
• 4.3.3 測(cè)壓結(jié)果48-49
• 4.3.4 待揭煤層始瓦斯含量測(cè)定49-50
• 4.3.5 待揭煤層區(qū)域突出危險(xiǎn)性判斷50
• 4.4 待揭煤層斯預(yù)抽鉆孔設(shè)計(jì)50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 5. 低壓水力沖孔在石門揭煤中的應(yīng)用54-68
• 5.1 水力沖孔分類54
• 5.2 水力沖孔破煤所需的最小壓力54-55
• 5.3 水力沖孔的卸壓增透作用55-56
• 5.4 低壓水力沖孔的增透作用數(shù)值模擬56-57
• 5.4.1 幾何模型建立56
• 5.4.2 數(shù)值模擬結(jié)果56-57
• 5.5 低壓水力沖孔現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)57-58
• 5.5.1 施工工藝57-58
• 5.5.2 水力沖孔施工措施58
• 5.6 低壓水力沖孔試驗(yàn)結(jié)果分析58-66
• 5.6.1 單孔瓦斯?jié)舛燃傲髁靠疾?/span>58-60
• 5.6.2 沖煤量及沖煤率60-64
• 5.6.3 沖孔等效半徑測(cè)算64-66
• 5.6.4 水力沖孔后整體抽采率66
• 5.7 本章小結(jié)66-68
• 6. 石門揭煤區(qū)域效果考察及區(qū)域驗(yàn)證68-72
• 6.1 區(qū)域效果考察68-70
• 6.1.1 待揭煤層殘余瓦斯壓力測(cè)定68-69
• 6.1.2 待揭煤層殘余瓦斯含量測(cè)算69-70
• 6.2 區(qū)域效果驗(yàn)證70
• 6.3 本章小結(jié)70-72
• 7. 主要結(jié)論與展望72-74
• 7.1 主要結(jié)論72
• 7.2 展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果80

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：火成巖侵入?yún)^(qū)石門揭開煤層群防突技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：363859