本文關鍵詞：天坪隧道瓦斯快速抽放及揭煤工藝優(yōu)化設計與實踐

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【摘要】：渝黔鐵路天坪隧道坐落于貴州省桐梓縣境內,隧道最多穿越22層煤,大多屬于薄煤層或煤線,其中3層煤對隧道施工建設有較大威脅,煤層主要屬于龍?zhí)督M煤系地層,煤層瓦斯壓力較高,同時地層中含有大量裂隙水,地質情況復雜,對其進行常規(guī)的瓦斯抽放措施不僅影響施工工期,并且不易達到安全揭煤要求。因此,進行天坪隧道瓦斯快速抽放技術及揭煤工藝優(yōu)化研究具有重要的工程意義和安全意義。本文通過制定天坪隧道煤與瓦斯突出危險性預測施工技術方案,分別對天坪隧道橫洞工區(qū)揭煤區(qū)域C6、C5、C3煤層進行了煤層和瓦斯等相關參數的測定,分別確定了煤層的破碎程度,堅固性系數,瓦斯吸附常數,煤層瓦斯壓力,瓦斯含量等相關參數,并最終判定天坪隧道橫洞工區(qū)揭煤區(qū)域為突出危險區(qū)。對天坪隧道瓦斯抽放進行數值模擬,確定了適用于天坪隧道揭煤區(qū)域的瓦斯抽放半徑為2m,鉆孔間距4m。通過FLUENT軟件分析了鉆孔瓦斯抽放負壓對瓦斯抽放量和抽放速率的影響,得出天瓦斯抽放負壓越大,瓦斯抽放量也越大抽放速率越高,但負壓大小對瓦斯抽放半徑影響不明顯。通過對瓦斯抽放鉆孔封孔結構的優(yōu)化和設計,提高了隧道瓦斯抽放鉆孔上向孔和近水平孔的封孔質量和封孔效率;采用打密集鉆孔、三層煤聯合進行瓦斯抽放、從隧道平導向正洞打抽放鉆孔抽放正洞瓦斯等方法,依次解決目前常用的隧道瓦斯抽放技術存在的問題,從而大大提高了瓦斯抽放效率,降低了隧道建設成本。結合天坪隧道實際施工建設情況,借鑒技術方法更加成熟的煤礦井下揭煤工藝,并對其進行了優(yōu)化,從保證隧道揭煤安全性出發(fā),提出了天坪隧道橫洞工區(qū)平導優(yōu)先超前揭煤的工藝思路,并對平導和正洞揭煤整體性綜合考慮,設計了天坪隧道揭煤工藝優(yōu)化方案,從而提高了瓦斯抽放效率,使天坪隧道瓦斯抽放及揭煤總體工程比預計工期提前50天完成,實現了天坪隧道瓦斯快速抽放及安全揭煤的目的,為其他類似工程項目提供了理論和實踐參考。
【關鍵詞】：天坪隧道 瓦斯 防突 揭煤
【學位授予單位】：重慶科技學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 問題提出和研究意義10-11
• 1.2 瓦斯抽放技術及揭煤工藝研究現狀11-14
• 1.2.1 封孔技術在瓦斯抽放鉆孔方面的研究與應用現狀11-12
• 1.2.2 隧道瓦斯抽放工藝研究現狀12-13
• 1.2.3 隧道揭煤工藝研究現狀13-14
• 1.3 研究內容和目標14-16
• 1.3.1 研究內容14
• 1.3.2 研究目標與技術路線14-16
• 2 煤層瓦斯突出危險性預測16-29
• 2.1 天坪隧道工程概況16-20
• 2.1.1 橫洞工區(qū)揭煤段概況16-18
• 2.1.2 天坪隧道工程地質、水文情況18
• 2.1.3 瓦斯賦存情況18-20
• 2.2 天坪隧道揭煤區(qū)域突出危險性預測20-28
• 2.2.1 瓦斯區(qū)域前探鉆孔布置方案設計21-23
• 2.2.2 煤的堅固性系數測定23-25
• 2.2.3 鉆孔瓦斯流量衰減系數25-26
• 2.2.4 放散初速度 ΔP測定26
• 2.2.5 天坪隧道橫洞工區(qū)突出危險性評估預測26-28
• 2.3 本章小結28-29
• 3 瓦斯快速抽放技術研究29-45
• 3.1 天坪隧道瓦斯抽放數值模擬29-34
• 3.1.1 瓦斯抽放數值模擬FLUENT6.3 軟件簡介30
• 3.1.2 天坪隧道瓦斯抽放數值模擬30-34
• 3.2 瓦斯抽放鉆孔封孔結構設計34-37
• 3.3 天坪隧道瓦斯快速抽放方案優(yōu)化與設計37-44
• 3.3.1 瓦斯抽放工藝優(yōu)化37-39
• 3.3.2 天坪隧道瓦斯快速抽放方案設計39-44
• 3.4 本章小結44-45
• 4 揭煤工藝優(yōu)化研究與設計45-52
• 4.1 隧道揭煤工藝優(yōu)化45-46
• 4.1.1 傳統揭煤工藝存在的問題45-46
• 4.1.2 隧道揭煤工藝優(yōu)化46
• 4.2 天坪隧道揭煤工藝方案設計46-51
• 4.2.1 天坪隧道揭煤區(qū)域綜合防突措施47-48
• 4.2.2 局部防突措施48-51
• 4.3 本章小結51-52
• 5 瓦斯快速抽放及揭煤工藝優(yōu)化實踐效果52-62
• 5.1 天坪隧道瓦斯抽放效果52-59
• 5.1.1 平導瓦斯抽放效果52-57
• 5.1.2 正洞瓦斯抽放效果57-59
• 5.2 天坪隧道揭煤效果59-61
• 5.3 本章小結61-62
• 6 結論與展望62-64
• 6.1 結論62
• 6.2 展望62-64
• 參考文獻64-66
• 致謝66-67
• 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論著及取得的科研成果67

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本文編號：1031521