本文關(guān)鍵詞：外錯高抽巷上行鉆孔卸壓瓦斯抽采技術(shù)研究

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【摘要】：為解決相鄰兩工作面上隅角瓦斯超限難題,基于李雅莊煤礦2-603工作面地質(zhì)條件,以2-603工作面覆巖采動卸壓瓦斯為研究對象,采用實驗室實驗、理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場實測及工業(yè)性試驗等研究方法,對外錯高抽巷上行鉆孔卸壓瓦斯抽采技術(shù)展開了系統(tǒng)研究,著重分析了綜采工作面覆巖采動裂隙發(fā)育特征和外錯高抽巷上行鉆孔終孔位置,確定了上行鉆孔合理布置參數(shù),有效解決了工作面上隅角瓦斯超限問題,保障了工作面安全高效開采。得出了以下研究成果:(1)2-603工作面頂板巖性以中硬巖層為主,理論分析、數(shù)值模擬、鉆孔窺視、工業(yè)性試驗分析表明了采場覆巖冒落帶高度為7.8~12.2m、裂隙帶高度為32.8m~44m。(2)覆巖采動裂隙演化規(guī)律表明了工作面上端頭覆巖采動裂隙呈現(xiàn)“分區(qū)”集中分布特征,第一區(qū)域距煤層底板13~25m,寬度約為65m,距離采空區(qū)邊界12m;第二區(qū)域距煤層底板38.6~50m,寬度約為50m,距離采空區(qū)邊界28m;且在上山采動角62°以內(nèi)。第一區(qū)域距離工作面較近,漏風較嚴重;由瓦斯升浮特性可知,瓦斯主要集中在第二區(qū)域內(nèi);因此,須將上行鉆孔終孔位置布置在第二區(qū)域內(nèi)。(3)提出了外錯高抽巷布置方式,即外錯2-603工作面(內(nèi)錯2-605工作面)布置頂板走向高抽巷,高抽巷可服務(wù)同一煤層相鄰兩工作面覆巖采動卸壓瓦斯抽采,達到降低相鄰兩工作面上隅角瓦斯?jié)舛?解決了相鄰兩工作面隅角瓦斯超限難題。(4)試驗鉆孔抽采效果表明,上行鉆孔終孔合理位置位于煤層頂板44m處,鉆孔在采空區(qū)內(nèi)投影長度不小于28m。(5)上行鉆孔瓦斯抽采濃度為10%~65%,2-603工作面生產(chǎn)班、檢修班上隅角瓦斯?jié)舛确謩e為0.50%~0.95%、0.47%~0.89%。應(yīng)用效果表明,上行鉆孔終孔位置是合理的,布置上行鉆孔有效抽采了2-603工作面覆巖采動卸壓瓦斯。
【關(guān)鍵詞】：外錯高抽巷 覆巖采動裂隙 卸壓瓦斯 上行鉆孔 抽采
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展趨勢10-13
• 1.2.1 覆巖采動裂隙動態(tài)演化規(guī)律研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 高抽巷抽采技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 存在的問題及發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 研究內(nèi)容及研究目標13
• 1.3.1 研究內(nèi)容13
• 1.3.2 研究目標13
• 1.4 研究方案及技術(shù)路線13-15
• 1.4.1 研究方案13-14
• 1.4.2 技術(shù)路線14-15
• 2 覆巖采動裂隙演化規(guī)律理論分析15-22
• 2.1 關(guān)鍵層及“O”形圈理論15-16
• 2.2 “三帶”理論16-19
• 2.2.1 “三帶”基本概念17
• 2.2.2 “三帶”高度的經(jīng)驗計算公式17-19
• 2.3 采動裂隙橢拋帶的概念及特征19-21
• 2.3.1 采動裂隙橢拋帶的定義19
• 2.3.2 采動裂隙橢拋帶的類型19-20
• 2.3.3 采動裂隙橢拋帶的控制方程20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 工程概況及 2-603 工作面煤巖力學測試22-31
• 3.1 2-603 工作面地質(zhì)條件概況22-25
• 3.1.1 工作面位置及井上下關(guān)系22
• 3.1.2 煤層賦存特征22-23
• 3.1.3 煤層頂?shù)装鍡l件23
• 3.1.4 地質(zhì)構(gòu)造23-24
• 3.1.5 水文地質(zhì)24-25
• 3.2 2-603 工作面抽采現(xiàn)狀及分析25-27
• 3.2.1 2-603 工作面瓦斯賦存特征25
• 3.2.2 瓦斯來源和通風方式25-26
• 3.2.3 抽采系統(tǒng)26-27
• 3.2.4 抽采效果27
• 3.3 2-603 工作面巖石力學參數(shù)測試27-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 4 覆巖采動裂隙演化規(guī)律UDEC2D數(shù)值模擬分析31-48
• 4.1 UDEC數(shù)值模擬軟件的優(yōu)勢31
• 4.2 數(shù)值模型的建立31-36
• 4.2.1 模型設(shè)計原則31-32
• 4.2.2 初始模型的建立32-35
• 4.2.3 邊界約束條件及運算模型35
• 4.2.4 模擬步驟35
• 4.2.5 模型的開挖35-36
• 4.3 工作面走向覆巖裂隙分布特征36-43
• 4.3.1 工作面裂隙發(fā)育特征36-39
• 4.3.2 工作面覆巖采動裂隙演化規(guī)律39-43
• 4.3.3 數(shù)值模擬結(jié)果43
• 4.4 工作面傾向覆巖裂隙分布特征43-46
• 4.4.1 模擬結(jié)果及分析43-46
• 4.5 本章小結(jié)46-48
• 5 “三帶”高度的理論計算及現(xiàn)場實測48-61
• 5.1 “三帶”高度理論計算48-51
• 5.1.1 充滿采空區(qū)所需直接頂厚度48-49
• 5.1.2 冒落帶和裂隙帶的計算結(jié)果及分析49-50
• 5.1.3 小結(jié)50-51
• 5.2 覆巖裂隙帶范圍確定51-53
• 5.3 覆巖采動裂隙分布特征實測分析53-60
• 5.3.1 窺視儀器53
• 5.3.2 窺視鉆孔布置方案53-54
• 5.3.3 窺視鉆孔結(jié)果分析54-55
• 5.3.4 窺視鉆孔裂隙分布特征55-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 6 外錯高抽巷上行鉆孔抽放效果工程應(yīng)用分析61-80
• 6.1 外錯高抽巷布置方式的提出61-63
• 6.1.1 外錯高抽巷的布置原理61-62
• 6.1.2 外錯高抽巷的布置參數(shù)62
• 6.1.3 外錯高抽巷的抽采系統(tǒng)62-63
• 6.2 試驗鉆孔抽采效果及分析63-71
• 6.2.1 鉆孔布置依據(jù)63
• 6.2.2 鉆孔布置方案63-67
• 6.2.3 試驗鉆孔瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測結(jié)果及分析67-71
• 6.3 工程應(yīng)用效果分析71-78
• 6.3.1 鉆孔抽放效果71-76
• 6.3.2 上隅角瓦斯監(jiān)測效果分析76-78
• 6.4 本章小結(jié)78-80
• 7 結(jié)論與展望80-82
• 7.1 主要結(jié)論80-81
• 7.2 展望81-82
• 致謝82-83
• 參考文獻83-89
• 附錄89

【參考文獻】

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本文編號：741119