本文關鍵詞：亭南礦特厚煤層下分層抽采長鉆孔合理位置研究

  更多相關文章： 高瓦斯特厚煤層 下分層瓦斯抽采 千米鉆孔 底板采動裂隙 卸壓增流

【摘要】：瓦斯是誘發(fā)煤礦事故頻率最高因素之一,在中國煤礦安全生產中,礦井瓦斯災害治理及綠色開采的根本在于瓦斯抽采。當高瓦斯特厚煤層采用分層開采時,下分層卸壓瓦斯沿穿層裂隙大量涌入上分層采空區(qū),造成上分層工作面瓦斯頻繁超限,普通鉆孔無法滿足抽采下分層卸壓瓦斯的要求,導致高瓦斯特厚煤層的瓦斯抽采工作面臨嚴峻挑戰(zhàn)。本論文從治理下分層卸壓瓦斯的角度出發(fā),依據(jù)上分層開采時,下分層在采動應力作用下的卸壓增流效應,以亭南煤礦205工作面為試驗背景,對下分層千米走向鉆孔瓦斯抽采進行研究。采用理論計算和Flac3D數(shù)值模擬相驗證的方法,確定下分層塑性破壞最大深度約為13 m。根據(jù)下分層在不同垂深下的塑性變形及煤巖體移動量,確定了千米鉆孔在下分層中的合理范圍為底板垂深下6-9 m,在此基礎上沿工作面傾向內錯兩順槽15～45 m內盡量多布置鉆孔。通過現(xiàn)場工業(yè)試驗驗證的方法,在工作面推進過程中對不同層位千米鉆孔瓦斯抽采參數(shù)進行分析,表明在此區(qū)域內鉆孔未被破壞,抽采效果最為理想,實現(xiàn)了高瓦斯特厚煤層下分層卸壓瓦斯長時間、高濃度抽采,為高瓦斯特厚煤層瓦斯治理提供一種合理、簡單、高效的新方法。
【關鍵詞】：高瓦斯特厚煤層 下分層瓦斯抽采 千米鉆孔 底板采動裂隙 卸壓增流
【學位授予單位】：遼寧工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 選題目的及其意義10-11
• 1.1.1 選題背景10
• 1.1.2 選題意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 采場底板應力分布及裂隙演化規(guī)律研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 卸壓瓦斯運移規(guī)律及抽采技術研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 高瓦斯特厚煤層瓦斯治理技術研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.4 千米定向鉆孔瓦斯抽采應用現(xiàn)狀16-17
• 1.2.5 存在的問題17
• 1.3 主要研究內容及技術路線17-19
• 1.3.1 主要研究內容17-18
• 1.3.2 技術路線18-19
• 2 試驗工作面瓦斯來源分析19-28
• 2.1 礦井概況19-21
• 2.1.1 礦井交通位置與地貌19-20
• 2.1.2 地質構造與煤層賦存20
• 2.1.3 礦井開拓與開采20-21
• 2.1.4 通風與瓦斯抽采系統(tǒng)21
• 2.2 試驗工作面概況21-23
• 2.2.1 工作面布置21-23
• 2.2.2 工作面煤層及頂?shù)装?/span>23
• 2.3 工作面瓦斯來源預測23-26
• 2.3.1 瓦斯基礎參數(shù)23-24
• 2.3.2 205工作面瓦斯涌出來源分析24-26
• 2.3.3 205工作面瓦斯抽采可行性分析26
• 2.4 本章小結26-28
• 3 下分層煤體卸壓機理及卸壓瓦斯運移規(guī)律分析28-39
• 3.1 工作面底板煤體應力分布理論分析28-30
• 3.1.1 原巖應力狀態(tài)28
• 3.1.2 采場下分層卸壓理論分析28-30
• 3.2 理論計算下分層空間破壞30-33
• 3.2.1 沿走向底板最大破壞深度的塑性解30-32
• 3.2.2 沿傾向底板破壞深度分布規(guī)律32-33
• 3.3 卸壓瓦斯運移規(guī)律33-36
• 3.3.1 煤層瓦斯流動基礎理論33-34
• 3.3.2 煤層瓦斯運移規(guī)律34-35
• 3.3.3 下分層卸壓瓦斯運移規(guī)律35-36
• 3.4 下分層瓦斯抽采方法的選取36-38
• 3.4.1 下分層破壞程度定性分析36-37
• 3.4.2 下分層抽采方法選取及合理性分析37-38
• 3.5 本章小結38-39
• 4 205工作面底板破壞變形數(shù)值模擬39-52
• 4.1 模型建立與參數(shù)選取39-42
• 4.1.1 Flac~(3D)模擬軟件簡介39
• 4.1.2 數(shù)學模型建立39-40
• 4.1.3 參數(shù)設定40-42
• 4.2 數(shù)值模擬結果分析42-48
• 4.2.1 采動過程底板垂直應力分布規(guī)律42-44
• 4.2.2 采動過程底板塑性狀態(tài)變化規(guī)律44-46
• 4.2.3 采動過程底板煤巖體位移變化規(guī)律46-48
• 4.3 千米鉆孔合理范圍分析48-51
• 4.3.1 鉆孔沿底板垂深范圍48-49
• 4.3.2 鉆孔沿工作面傾向范圍49-51
• 4.4 本章小結51-52
• 5 工作面下分層鉆孔合理范圍確定及抽采方案確定52-62
• 5.1 下分層千米鉆孔工業(yè)試驗52-55
• 5.1.1 工作面鉆孔布置方案52-54
• 5.1.2 預抽階段鉆孔流量監(jiān)測54-55
• 5.2 千米鉆孔瓦斯抽采參數(shù)分析55-58
• 5.2.1 瓦斯抽采參數(shù)分析55-58
• 5.2.2 下分層千米鉆孔抽采合理范圍確定58
• 5.3 205工作面瓦斯抽采方案確定58-61
• 5.3.1 煤層鉆孔抽采方案59-60
• 5.3.2 高位巖石巷瓦斯抽采方案60-61
• 5.3.3 回風隅角埋管抽采方案61
• 5.4 本章小結61-62
• 6 結論與展望62-63
• 6.1 結論62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻63-66
• 作者簡歷66-68
• 學位論文數(shù)據(jù)集68

【參考文獻】

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本文編號：675909