本文關(guān)鍵詞：大佛寺煤礦順煤層瓦斯預(yù)抽鉆孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：2011年以來,大佛寺煤礦百米鉆孔瓦斯抽采量出現(xiàn)了明顯下降,分析認(rèn)為鉆孔設(shè)計時沒有考慮到孔間距、孔深和抽采時間的關(guān)系,尤其在孔深設(shè)計方面缺少理論支持,導(dǎo)致鉆孔工程量設(shè)計不合理。為合理確定瓦斯抽采的鉆孔工程量,需研究鉆孔間距、孔深和抽采時間的關(guān)系。論文針對大佛寺煤礦現(xiàn)有抽采鉆孔的主要組合形式——平行鉆孔、扇形鉆孔、扇形疊加鉆孔——以滲流力學(xué)理論為基礎(chǔ),結(jié)合瓦斯吸附解吸方程,推導(dǎo)了上述三種鉆孔組合形式的壓力分布方程、流量方程。用大佛寺煤礦40117工作面灌漿巷煤層參數(shù)和鉆孔參數(shù)模擬了不同鉆孔組合的瓦斯流量隨時間的變化,對比了不同鉆孔組合的瓦斯流量特點,得出平行鉆孔初期抽采流量大,流量下降快。利用流量與濃度的關(guān)系,分析了40117工作面灌漿巷順層鉆孔的實測濃度和計算濃度,多數(shù)鉆孔實測濃度與計算濃度吻合。因此本文方法還可以對瓦斯抽采效果進(jìn)行評價。研究得出了不同鉆孔組合設(shè)計時需要考慮的孔間距、孔深和抽采時間關(guān)系。普通鉆進(jìn)施工的扇形鉆孔主要考慮孔深與抽采時間的關(guān)系,普通鉆進(jìn)施工的平行鉆孔主要考慮鉆孔間距與抽采時間的關(guān)系,定向鉆孔施工的平行鉆孔需要同時考慮孔間距、孔深和抽采時間的關(guān)系,不同孔深處設(shè)計不同的孔間距,而每一孔間距均滿足抽采時間的要求。該結(jié)論對于順層鉆孔鉆進(jìn)方法的選擇,鉆孔工程量的優(yōu)化設(shè)計有一定指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯抽采 順層鉆孔 孔間距 孔深 大佛寺煤礦
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 選題背景及意義8-10
• 1.1.1 對煤礦安全及降本增效的意義8-9
• 1.1.2 大佛寺煤礦百米鉆孔抽采量的現(xiàn)狀9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 理論研究10-13
• 1.2.2 技術(shù)研究13-14
• 1.2.3 問題的提出與解決思路14
• 1.3 研究內(nèi)容、方法及技術(shù)路線14-17
• 1.3.1 研究內(nèi)容15
• 1.3.2 研究方法15
• 1.3.3 技術(shù)路線15-17
• 2 大佛寺煤礦地質(zhì)概況和瓦斯抽采現(xiàn)狀17-23
• 2.1 地質(zhì)概況17-21
• 2.1.1 構(gòu)造、地層、煤層17-18
• 2.1.2 水文地質(zhì)特征18-20
• 2.1.3 瓦斯地質(zhì)概況20-21
• 2.2 瓦斯抽采現(xiàn)狀與問題分析21-23
• 3 順層鉆孔孔深和孔間距設(shè)計模型23-34
• 3.1 壓力分布模型的建立23-30
• 3.1.1 平行布置鉆孔的壓力方程23-27
• 3.1.2 扇形布置鉆孔的壓力方程27-28
• 3.1.3 扇形鉆孔疊加的壓力分布28
• 3.1.4 關(guān)于定壓過程非穩(wěn)定流的討論28-30
• 3.1.5 關(guān)于滲流過程煤層參數(shù)變化的討論30
• 3.2 抽采量-時間關(guān)系30-33
• 3.2.1 解吸過程與解吸半徑30-31
• 3.2.2 瓦斯抽采的流量和濃度31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 4 40117灌漿巷順層鉆孔瓦斯抽采實測數(shù)據(jù)分析34-43
• 4.1 工作面概況和鉆孔布置34-35
• 4.1.1 扇形鉆孔設(shè)計與施工34
• 4.1.2 平行鉆孔設(shè)計與施工34-35
• 4.2 不同鉆孔組合抽采流量的特點35-39
• 4.2.1 扇形鉆孔抽采流量特點35-36
• 4.2.2 扇形疊加鉆孔抽采流量特點36-37
• 4.2.3 平行鉆孔抽采流量特點37-38
• 4.2.4 關(guān)于導(dǎo)壓系數(shù)的取值38-39
• 4.3 實際抽采數(shù)據(jù)的分析39-42
• 4.3.1 扇形鉆孔獨立抽采情況40-41
• 4.3.2 扇形鉆孔疊加抽采情況41
• 4.3.3 平行鉆孔抽采情況41-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 5 順層抽采鉆孔的優(yōu)化設(shè)計43-49
• 5.1 瓦斯抽采基本指標(biāo)要求43-44
• 5.2 普通順層鉆孔的孔深、孔間距優(yōu)化設(shè)計44-46
• 5.2.1 扇形鉆孔45
• 5.2.2 平行鉆孔45-46
• 5.3 定向順層鉆孔的孔深、孔間距設(shè)計46-48
• 5.4 本章小結(jié)48-49
• 6 結(jié)論與展望49-51
• 6.1 主要結(jié)論49-50
• 6.2 后續(xù)工作展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 致謝54-55
• 附圖Ⅰ55-56
• 附錄Ⅱ56-59
• 附錄Ⅲ59

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本文編號：818136