本文關(guān)鍵詞：上保護層開采條件下卸壓瓦斯抽采技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 上保護層開采 數(shù)值模擬 卸壓 保護范圍 瓦斯抽采

【摘要】：論文以淮南礦業(yè)集團謝一礦保護層C15煤開采為工程實例,在上保護層開采后對被保護層C13煤的應(yīng)力場分布規(guī)律、裂隙發(fā)育特征、卸壓瓦斯抽采技術(shù)及保護層C15煤的瓦斯抽采技術(shù)進行系統(tǒng)的研究分析。其研究成果對促進上保護層開采技術(shù)的推廣和應(yīng)用,以及實現(xiàn)煤與瓦斯突出礦井的安全高效生產(chǎn)和煤礦的可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。 在保護層工作面采動影響下,采場頂?shù)装迕簬r層發(fā)生不同程度的移動變形,圍巖(煤)層應(yīng)力狀態(tài)重新分布,透氣性系數(shù)發(fā)生明顯的變化。這也是保護層開采降低被保護煤層煤與瓦斯突出危險性的原理。通過大量的理論分析、利用計算機進行數(shù)值模擬實驗、與現(xiàn)場實踐緊密結(jié)合等研究方法綜合分析,對上保護層開采后下伏煤巖體卸壓特征、移動變形規(guī)律、裂隙發(fā)育特征及煤層卸壓瓦斯抽采方法進行系統(tǒng)的研究。 被保護層C13煤的最大膨脹變形為33.4mm,其膨脹變形率為8.4‰,超過了消除被保護層突出危險性臨界值6.0‰；處于卸壓區(qū)域的被保護層C13煤透氣性系數(shù)由原始0.0718m2/(MPa2.d)變化到28.8063m2/(MPa2.d),增大了401倍；煤層瓦斯壓力由初始的4.9MPa降低到0.48MPa,卸壓瓦斯抽采率達到68%,卸壓增透效果良好,C15煤作為保護層的區(qū)域性消突措施是可行的。 通過保護層C15煤層回采工作面采空區(qū)尾部瓦斯抽放、工作面回風(fēng)和尾巷風(fēng)排瓦斯綜合治理實踐、被保護層C13煤底板巷道網(wǎng)格上向穿層鉆孔卸壓瓦斯抽放參數(shù)的綜合研究分析,表明保護層C15煤的開采和卸壓瓦斯抽放技術(shù)的應(yīng)用成功的消除了被保護層C13煤的突出危險性,釋放了大量的瓦斯勢能,降低了被保護層的瓦斯含量,使具有煤與瓦斯突出危險的C13煤層,成功的轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯咚篃o突出危險的煤層,實現(xiàn)了被保護層C13煤的安全高效開采。
【關(guān)鍵詞】：上保護層開采 數(shù)值模擬 卸壓 保護范圍 瓦斯抽采
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 1. 緒論15-25
• 1.1 選題的目的及意義15-18
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-23
• 1.2.1 采場下伏煤巖體應(yīng)力分布及裂隙發(fā)育研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.2 保護層開采及卸壓瓦斯的滲流規(guī)律和抽采技術(shù)研究現(xiàn)狀20-23
• 1.3 擬訂研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線23-25
• 1.3.1 研究的主要內(nèi)容23
• 1.3.2 技術(shù)路線23-25
• 2 上保護層開采煤巖體卸壓理論分析及裂隙分帶研究25-37
• 2.1 保護層防治煤與瓦斯突出的原理25-26
• 2.2 采場下伏煤巖體應(yīng)力分布理論分析26-32
• 2.2.1 巖體的原始應(yīng)力狀態(tài)26-27
• 2.2.2 采場下伏煤巖體卸壓力學(xué)模型27-28
• 2.2.3 應(yīng)力計算公式推導(dǎo)28-32
• 2.3 采場下伏煤巖體裂隙發(fā)育規(guī)律及分帶研究32-34
• 2.3.1 下伏煤巖體裂隙發(fā)育規(guī)律研究32
• 2.3.2 下伏煤巖體裂隙分帶研究32-34
• 2.4 采場下伏煤巖體滲透系數(shù)及被保護層透氣性系數(shù)變化規(guī)律34-36
• 2.4.1 采場下伏煤巖體滲透系數(shù)與應(yīng)力關(guān)系34-35
• 2.4.2 被保護層透氣性變化規(guī)律的研究35-36
• 2.5 本章小結(jié)36-37
• 3 采場下伏煤巖體卸壓及移動數(shù)值模擬試驗研究37-56
• 3.1 數(shù)值模擬擬解決的問題37-38
• 3.2 數(shù)值模擬軟件簡介38-44
• 3.2.1 FLAC的使用特征38-39
• 3.2.2 FLAC的計算特征39-40
• 3.2.3 FLAC數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)40-43
• 3.2.4 FLAC的求解流程43-44
• 3.3 模型建立44-45
• 3.3.1 數(shù)值模擬實驗原型地質(zhì)條件44
• 3.3.2 模型基本參數(shù)確定44-45
• 3.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析45-54
• 3.4.1 上保護層開采底板巖層應(yīng)力分布圖45-49
• 3.4.2 上保護層開采底板測點應(yīng)力變化規(guī)律49-51
• 3.4.3 淮南謝一礦下被保護層卸壓變化分析51-54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 4. 被保護層卸壓瓦斯運移模型及抽采技術(shù)研究56-68
• 4.1 概述56
• 4.2 煤層瓦斯賦存特征56-58
• 4.2.1 煤層中瓦斯賦存狀態(tài)56-57
• 4.2.2 煤層中瓦斯吸附特性57-58
• 4.3 煤巖的孔隙特征58-60
• 4.3.1 煤巖的原生孔隙特征58
• 4.3.2 影響煤巖體孔隙結(jié)構(gòu)的因素58-59
• 4.3.3 下伏煤巖體卸壓孔隙變化特征59-60
• 4.4 被保護層卸壓瓦斯運移數(shù)學(xué)模型60-63
• 4.5 被保護層卸壓瓦斯抽采技術(shù)研究63-66
• 4.5.1 開采保護層卸壓增透作用規(guī)律63-64
• 4.5.2 被保護層卸壓瓦斯抽采作用64-65
• 4.5.3 下被保護層卸壓瓦斯抽采方法65-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 5. 謝一煤礦上保護層開采及瓦斯抽采試驗研究68-90
• 5.1 井田概況68
• 5.2 礦井地質(zhì)構(gòu)造68-70
• 5.2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造基本特征68-69
• 5.2.2 構(gòu)造分布狀況及展布特征69-70
• 5.3 煤層瓦斯賦存狀況70-71
• 5.4 謝一煤礦實驗區(qū)概況71-73
• 5.4.1 首采保護層工作面開采范圍71
• 5.4.2 被保護層開采范圍的確定71-73
• 5.4.3 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)73
• 5.5 保護層開采瓦斯綜合防治技術(shù)方案73-76
• 5.5.1 風(fēng)排瓦斯治理方法73
• 5.5.2 尾排及尾抽瓦斯治理方法73-74
• 5.5.3 C15頂板高位巷瓦斯抽放方法74
• 5.5.4 C13煤層底板巷道穿層鉆孔瓦斯抽放方法74-75
• 5.5.5 系統(tǒng)瓦斯抽排能力設(shè)計75-76
• 5.6 保護效果考察方案設(shè)計76-79
• 5.6.1 考察內(nèi)容76-77
• 5.6.2 考察方案設(shè)計77-79
• 5.7 保護層開采及卸壓瓦斯抽放效果分析79-90
• 5.7.1 C13煤層卸壓效果分析79-81
• 5.7.2 保護層工作面初采階段瓦斯抽排情況分析81-84
• 5.7.3 保護層工作面開采中期瓦斯抽排效果分析84-87
• 5.7.4 被保護層工作面瓦斯抽排率87-89
• 5.7.5 被保護層工作面已無煤與瓦斯突出危險性論證89-90
• 6 結(jié)論及展望90-93
• 6.1 結(jié)論90-91
• 6.2 展望91-93
• 參考文獻93-97
• 致謝97

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 段小寧,李鑒初,劉繼山;應(yīng)力場與滲流場相互作用下裂隙巖體水流運動的數(shù)值模擬[J];大連理工大學(xué)學(xué)報;1992年06期

2 羅勇,沈兆武;煤層群內(nèi)多重保護層開采的防突試驗研究[J];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護;2005年03期

3 程遠平,俞啟香,袁亮;上覆遠程卸壓巖體移動特性與瓦斯抽采技術(shù)[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2003年04期

4 林柏泉;含瓦斯煤體滲透率的探討[J];煤礦安全;1988年12期

5 楊善安;采場底板斷層突水及其防治方法[J];煤炭學(xué)報;1994年06期

6 朱第植,王成緒;原位應(yīng)力測試在底板突水預(yù)測中的應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報;1998年03期

7 錢鳴高,許家林;覆巖采動裂隙分布的“O”形圈特征研究[J];煤炭學(xué)報;1998年05期

8 楊映濤;論巖石體積應(yīng)變與孔隙中流體壓力的關(guān)系及其應(yīng)用途徑[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);1989年01期

，

本文編號：691016