本文關(guān)鍵詞：屯蘭礦順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽瓦斯區(qū)域防突技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文針對(duì)山西焦煤集團(tuán)屯蘭煤礦開采深度不斷增加后煤層面臨高瓦斯壓力及低透氣性,煤與瓦斯突出問題呈現(xiàn)日益嚴(yán)重趨勢(shì),嚴(yán)重威脅了煤礦的正常采掘工作及工人的安全。屯蘭礦為了加強(qiáng)瓦斯抽采效率,引進(jìn)多臺(tái)千米鉆機(jī),擬通過順層長(zhǎng)鉆孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)瓦斯區(qū)域防突治理。為保證順層長(zhǎng)鉆孔技術(shù)能夠有效消突,確保礦井的安全生產(chǎn),本文通過理論研究、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定、實(shí)驗(yàn)分析和軟件模擬等方法,對(duì)順層長(zhǎng)鉆孔區(qū)域防突技術(shù)的應(yīng)用展開研究。順層長(zhǎng)鉆孔防突措施可以有效的減少瓦斯壓力,減輕地應(yīng)力,實(shí)現(xiàn)卸壓增透,消除瓦斯突出危險(xiǎn)性；同時(shí)還具有防突成本低、鉆機(jī)施工方便等優(yōu)點(diǎn)。本文從理論上分析了鉆孔周圍瓦斯流動(dòng)狀態(tài)及受破壞下的瓦斯應(yīng)力分布情況,結(jié)合Fluent模擬軟件對(duì)不同孔徑,不同孔深時(shí)鉆孔周圍的瓦斯壓力分布情況進(jìn)行分析,最終得到如下結(jié)果：隨著孔徑和孔長(zhǎng)的增加,鉆孔的影響范圍越來越大,但是其增大的梯度逐漸減小,在鉆孔直徑113mm,孔深400m的情況下,能夠最有效的發(fā)揮鉆機(jī)性能,實(shí)現(xiàn)瓦斯的有效消突。通過軟件模擬與示蹤氣體技術(shù)相結(jié)合測(cè)定屯蘭礦2煤在抽采負(fù)壓15KPa,孔徑113mm的情況下,抽采7天的有效半徑為2.3m,同時(shí)得出了屯蘭礦有效抽采半徑與時(shí)間的關(guān)系,這也為今后抽采鉆孔的布置提供了重要依據(jù)。通過施工順層長(zhǎng)鉆孔之后的區(qū)域效果檢查顯示,殘余瓦斯壓力為0.27～0.47MPa,瓦斯預(yù)抽率達(dá)到41.3%,表明措施起到很好的防突效果,能夠?qū)崿F(xiàn)安全生產(chǎn)。針對(duì)該礦目前瓦斯突出預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)存在的問題,通過實(shí)驗(yàn)分析及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)定,確定了對(duì)屯蘭礦各煤層進(jìn)行突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)時(shí),應(yīng)選擇鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)K1作為主要指標(biāo),以△h2作為輔助指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：順層長(zhǎng)鉆孔 煤層瓦斯 區(qū)域防突 數(shù)值模擬 鉆屑解吸指標(biāo)
【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】：2016
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-22
• 1.1 引言14-15
• 1.2 研究背景及意義15-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 礦井瓦斯抽采基礎(chǔ)理論分析16-18
• 1.3.2 順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯技術(shù)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線19-22
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容19
• 1.4.2 技術(shù)路線19-22
• 2 順層長(zhǎng)鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯消突機(jī)理22-36
• 2.1 順層長(zhǎng)鉆孔抽采瓦斯消突理論研究22-26
• 2.1.1 瓦斯在煤層中的流動(dòng)分析22-24
• 2.1.2 瓦斯在煤層中的流動(dòng)狀態(tài)24-26
• 2.2 鉆孔抽采瓦斯流動(dòng)方程建立26-28
• 2.2.1 基本假設(shè)26
• 2.2.2 瓦斯流動(dòng)數(shù)學(xué)模型建立26-27
• 2.2.3 流動(dòng)方程的定解條件27-28
• 2.3 鉆孔周圍煤體卸壓破壞范圍分析28-33
• 2.3.1 鉆孔周圍破壞范圍數(shù)學(xué)模型的建立28-31
• 2.3.2 鉆孔周圍應(yīng)力分析31-32
• 2.3.3 塑性破壞區(qū)范圍確定32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-36
• 3 示蹤氣體在瓦斯流場(chǎng)內(nèi)運(yùn)移規(guī)律及瓦斯抽采影響因素研究36-48
• 3.1 Fluent軟件介紹36-37
• 3.1.1 Fluent軟件基本介紹36
• 3.1.2 Fluent軟件程序的能力36-37
• 3.1.3 Fluent求解問題的基本步驟37
• 3.2 數(shù)學(xué)模型的建立37-39
• 3.2.1 基本假設(shè)37-38
• 3.2.2 模型的建立38-39
• 3.3 不同孔距SF_6氣體在瓦斯流場(chǎng)內(nèi)運(yùn)移規(guī)律的研究39-42
• 3.4 不同抽采條件對(duì)瓦斯抽采效果影響分析42-46
• 3.4.1 鉆孔直徑對(duì)瓦斯抽采效果的影響42-44
• 3.4.2 鉆孔長(zhǎng)度對(duì)瓦斯抽采效果的影響44-46
• 3.5 本章小節(jié)46-48
• 4 順層長(zhǎng)鉆孔防突措施的應(yīng)用與效果考察48-62
• 4.1 屯蘭礦基本情況48-51
• 4.1.1 礦井概況48
• 4.1.2 井田地質(zhì)特征48-49
• 4.1.3 礦井開拓水平及瓦斯?fàn)顩r49-51
• 4.2 試驗(yàn)點(diǎn)概況51
• 4.2.1 盤區(qū)概況51
• 4.2.2 工作面概況51
• 4.3 瓦斯抽采有效半徑的測(cè)定51-55
• 4.3.1 測(cè)定地點(diǎn)的選擇51-52
• 4.3.2 鉆孔布置52
• 4.3.3 測(cè)定過程52-53
• 4.3.4 結(jié)果分析53-54
• 4.3.5 有效抽采半徑的確定54-55
• 4.4 順層長(zhǎng)鉆孔設(shè)計(jì)55-57
• 4.5 區(qū)域措施效果檢查57-60
• 4.5.1 檢驗(yàn)孔的布置57
• 4.5.2 檢驗(yàn)孔的考察57-60
• 4.6 本章小節(jié)60-62
• 5 屯蘭礦防突措施評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定62-70
• 5.1 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)原理及測(cè)定方法62-64
• 5.1.1 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)測(cè)定原理62-63
• 5.1.2 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)測(cè)定方法63-64
• 5.2 煤樣鉆屑解吸指標(biāo)測(cè)定結(jié)果64-66
• 5.2.1 高壓定容吸附解吸試驗(yàn)64-65
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析65-66
• 5.3 屯蘭礦突出預(yù)測(cè)指標(biāo)的可靠性分析66-68
• 5.4 本章小結(jié)68-70
• 6 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70
• 6.2 展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-78
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果78

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