發(fā)布時間：2017-08-31 04:32

  本文關鍵詞：煤層群上位煤層開采瓦斯運移規(guī)律及治理研究

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【摘要】：為解決煤層群上行開采中上位煤層開采時瓦斯治理問題,結合金佳煤礦11采區(qū)中煤組開采實際情況,采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗與實測的方法,分析首采22號煤層開采后,上位18-1號煤層開采過程中覆巖裂隙發(fā)育情況及卸壓規(guī)律,分析卸壓瓦斯運移規(guī)律與富集區(qū)域,結合礦井實際條件進行瓦斯治理工程實踐。研究結果如下:(1)結合相似模擬實驗結果分析了上位18-1號煤層開采過程中覆巖破壞形態(tài)、覆巖垮落與離層裂隙分布情況,推斷垮落帶與裂隙帶最大高度分別為8m和31m,并采用經(jīng)驗公式計算得出上位煤層開采時垮落帶高度取值區(qū)間為6.9~9.2m,裂隙帶高度32.4±5.1m。(2)基于金佳礦開采地質條件,運用FLAC3D數(shù)值模擬軟件模擬首采22號煤層采后上位18-1號煤層開采過程,分析上位煤層覆巖垂直應力變化以及覆巖塑性區(qū)分布情況,發(fā)現(xiàn)應力集中區(qū)域為工作面、開切眼以及進回風巷附近,并且工作面處應力集中區(qū)域隨開采推進向前移動;覆巖塑性區(qū)域隨開采深入而逐漸增大,在走向和傾向的剖面上都呈圓角梯形。(3)分析了上位煤層開采的卸壓瓦斯運移通道。運用FLUENT數(shù)值模擬軟件對采場裂隙帶瓦斯運移規(guī)律進行三維數(shù)值模擬,對比分析不同抽采條件下采場各區(qū)域瓦斯?jié)舛?結果表明僅U型通風條件下,工作面上隅角瓦斯?jié)舛容^高;增加回風巷埋管抽放后,上隅角瓦斯?jié)舛让黠@降低,說明回風巷埋管抽采瓦斯能較好解決上隅角瓦斯積聚問題;U型通風+底抽巷抽采條件下,采空區(qū)的瓦斯?jié)舛扔兴陆?說明底抽巷抽采對采場裂隙帶涌出瓦斯有良好的治理效果;回風巷埋管+底抽巷抽采兩種方式綜合使用能很好地解決上位煤層開采時開采層工作面瓦斯涌出問題。為進一步增強抽采效果,尚需補充高位鉆孔等方式抽采采場裂隙帶上部涌出瓦斯。根據(jù)覆巖卸壓區(qū)分布及卸壓瓦斯運移規(guī)律建立了上位煤層開采采動裂隙及卸壓瓦斯富集區(qū)工程模型。(4)采用分源法預測金佳礦11采區(qū)中煤組18-1號煤層開采瓦斯涌出量,選擇順層鉆孔預抽本煤層瓦斯方法、上向鉆孔抽采上鄰近層瓦斯方法、頂板高位鉆場長鉆孔瓦斯抽采方法、底抽巷瓦斯抽采方法和回風巷埋管瓦斯抽采方法進行瓦斯綜合治理,考察工作面回采期間回風巷風排瓦斯?jié)舛取⑼咚钩椴蓾舛�、瓦斯抽采量及瓦斯抽采率。結果表明:回風巷風排瓦斯?jié)舛绕骄刂圃?.35%以內,底抽巷抽采瓦斯?jié)舛绕骄_到13.58%,留管抽采濃度平均達到5.78%,留管抽采瓦斯量平均達到9947m3/d,111811工作面在回采期間瓦斯抽采率在70.33%-89.22%之間。
【關鍵詞】：煤層群 上位煤層 覆巖卸壓 數(shù)值模擬 瓦斯抽采
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 覆巖采動裂隙演化及卸壓規(guī)律研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 煤層瓦斯運移規(guī)律16-18
• 1.2.3 煤層瓦斯抽采技術研究18-21
• 1.3 研究內容與方法21-24
• 1.3.1 研究內容21
• 1.3.2 研究方法21-24
• 第二章 煤層群上位煤層工作面開采覆巖破壞分析24-34
• 2.1 煤層群上位煤層工作面開采覆巖破壞特征24-30
• 2.2 冒落帶和導水裂隙帶最大高度的預計30-32
• 2.3 本章小結32-34
• 第三章 煤層群上位煤層開采覆巖卸壓數(shù)值模擬34-46
• 3.1 數(shù)值模擬方法及方案34-37
• 3.1.1 FLAC3D數(shù)值模擬方法34
• 3.1.2 數(shù)值模擬方案34-37
• 3.2 計算結果分析37-43
• 3.2.1 采動覆巖應力變化規(guī)律37-39
• 3.2.2 覆巖破壞規(guī)律39-41
• 3.2.3 采動覆巖卸壓區(qū)空間形態(tài)分析41-43
• 3.3 本章小結43-46
• 第四章 煤層群上位煤層開采瓦斯運移規(guī)律分析46-66
• 4.1 卸壓瓦斯運移的理論分析46-48
• 4.1.1 卸壓瓦斯運移通道的成因46-47
• 4.1.2 卸壓瓦斯運移規(guī)律分析47-48
• 4.2 煤層群上位煤層開采卸壓瓦斯運移通道分析48-52
• 4.2.1 煤層群上位煤層開采卸壓瓦斯運移通道的形成機理48-50
• 4.2.2 上位煤層開采卸壓瓦斯運移通道分布50-52
• 4.3 煤層群上位煤層開采卸壓瓦斯運移的數(shù)值模擬分析52-63
• 4.3.1 FLUENT軟件介紹53-54
• 4.3.2 煤層群上位煤層開采卸壓瓦斯運移的FLUENT數(shù)值建模54-57
• 4.3.3 模型主要參數(shù)的確定57-59
• 4.3.4 111811工作面采場覆巖裂隙帶中瓦斯運移規(guī)律的數(shù)值模擬結果分析59-63
• 4.4 煤層群上位煤層開采卸壓瓦斯富集區(qū)分布63-64
• 4.5 本章小結64-66
• 第五章 煤層群上位煤層開采瓦斯治理實踐66-80
• 5.1 金佳礦11采區(qū)上位煤層111811工作面概況66-67
• 5.2 煤層群上位煤層開采瓦斯涌出量預測67-71
• 5.3 瓦斯綜合治理71-78
• 5.3.1 風排瓦斯措施71-72
• 5.3.2 瓦斯抽采方案72-75
• 5.3.3 瓦斯治理效果75-78
• 5.4 本章小結78-80
• 第六章 結論80-84
• 6.1 主要結論80-81
• 6.2 主要創(chuàng)新點81-82
• 6.3 研究展望82-84
• 參考文獻84-88
• 致謝88-90
• 附錄：攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參與項目90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李宗翔;綜放工作面采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律的數(shù)值模擬研究[J];煤炭學報;2002年02期

，

本文編號：763479