本文關(guān)鍵詞：石門揭煤環(huán)形閉合底板巷區(qū)域防突技術(shù)研究

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【摘要】：煤與瓦斯突出事故是威脅礦井安全生產(chǎn)的主要事故之一,其中又以石門揭煤突出發(fā)生的概率最高,危險性也最大。國內(nèi)外許多大型突出事故均發(fā)生在石門揭煤過程,造成了嚴重的人身傷亡和財產(chǎn)損失。因此,對石門揭煤突出的研究以及有針對性的制定防治措施顯得十分必要。 通過理論分析,對石門揭煤突出的特點、影響因素以及發(fā)生突出的條件等進行了系統(tǒng)研究,得出石門揭煤突出與受采動影響而造成的煤層瓦斯壓力遷移以及煤體應力狀態(tài)變化有很大關(guān)系,并且從能量角度分析,得出促進突出發(fā)生的能量主要有瓦斯膨脹能和彈性應變能,其中又以瓦斯膨脹能為主,彈性應變能在突出過程只是將煤體破碎并提高煤體溫度,因此,對突出的防治主要是從治理瓦斯入手進行。針對礦井具體情況,該煤層屬于強突煤層,不具備保護層開采條件,而且是多條石門聯(lián)合揭煤,揭煤作業(yè)范圍廣,因此采用在不同水平施工底板抽采巷,并通過聯(lián)巷構(gòu)建環(huán)形閉合巷道的方法對煤層瓦斯預抽進行消突,該措施保證了措施孔的施工空間,縮短了預抽時間,并避免了下向孔和近水平孔,提高了預抽效果。同時,運用COMSOL-Multiphysics仿真模擬軟件對不同抽采條件下的瓦斯抽采效果進行了數(shù)值模擬,通過比較分析進行了鉆孔參數(shù)優(yōu)化,確定了有效抽采半徑為1.5m,并對其進行了現(xiàn)場驗證,最終確定了最優(yōu)的鉆孔參數(shù)。最后,在謝一礦多條石門聯(lián)合揭煤過程中運用環(huán)形閉合底板巷進行區(qū)域消突現(xiàn)場試驗,并對消突效果進行檢驗,結(jié)果表明防突措施有效地消除了該突出煤層的突出危險性,很好地保證了在多條石門聯(lián)合揭煤時整個礦井的安全生產(chǎn),具有一定的應用價值。
【關(guān)鍵詞】：石門揭煤 煤層預抽 參數(shù)優(yōu)化 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD713
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 煤與瓦斯突出機理的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 煤與瓦斯突出防治技術(shù)研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 本文研究內(nèi)容19-21
• 2 石門揭煤突出發(fā)生的條件及能量特征研究21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 石門揭煤突出的不同類型及特點21-22
• 2.3 突出煤體的物理力學性質(zhì)22-28
• 2.3.1 煤體滲透性23-24
• 2.3.2 煤體吸附性24-25
• 2.3.3 煤體強度準則25-28
• 2.4 石門揭煤突出發(fā)生的條件28-30
• 2.5 石門揭煤突出的能量特征30-33
• 2.5.1 瓦斯膨脹能30-31
• 2.5.2 彈性應變能31-32
• 2.5.3 突出過程的能量消耗32-33
• 2.5.4 突出能量的動態(tài)特征33
• 2.6 本章小結(jié)33-35
• 3 鉆孔抽采影響因素數(shù)值模擬研究及參數(shù)優(yōu)化35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 COMSOL-Multiphysics數(shù)值模擬軟件簡介35-36
• 3.3 鉆孔瓦斯抽采流固耦合數(shù)學模型及定解條件36-41
• 3.3.1 模型建立的原則36
• 3.3.2 假設條件36
• 3.3.3 控制方程36-40
• 3.3.4 定解條件40
• 3.3.5 模型計算所需參數(shù)40-41
• 3.4 模擬結(jié)果與分析41-47
• 3.4.1 抽采負壓的影響41-42
• 3.4.2 鉆孔直徑的影響42-44
• 3.4.3 鉆孔抽采時間的影響44-46
• 3.4.4 不同鉆孔間距的影響46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 4 石門揭煤環(huán)形閉合底板巷區(qū)域防突技術(shù)試驗研究49-67
• 4.1 引言49
• 4.2 煤層地質(zhì)概況49-51
• 4.2.1 試驗區(qū)基本情況49-50
• 4.2.2 煤巖層賦存狀況50
• 4.2.3 構(gòu)造及水文地質(zhì)情況50-51
• 4.3 區(qū)域突出危險性預測51-52
• 4.3.1 前探鉆孔51
• 4.3.2 測壓鉆孔51-52
• 4.4 區(qū)域防突措施52-60
• 4.4.1 區(qū)域控制范圍確定52-53
• 4.4.2 預抽措施鉆孔設計53-58
• 4.4.3 環(huán)形閉合巷道布置58-60
• 4.5 防突措施效果檢驗60-64
• 4.5.1 區(qū)域效果檢驗60-62
• 4.5.2 工作面預測62-64
• 4.6 安全防護措施64-66
• 4.7 本章小結(jié)66-67
• 5 結(jié)論與展望67-69
• 5.1 主要結(jié)論67-68
• 5.2 展望68-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75-76
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果76

【參考文獻】

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本文編號：765507