礦井瓦斯災(zāi)害是煤礦開(kāi)采過(guò)程中的主要災(zāi)害。隨著煤礦開(kāi)采程度的綜合機(jī)械化與集中化,煤礦工作面的推進(jìn)速度不斷提高,從而加速了大面積采空區(qū)的形成,為工作面采空區(qū)瓦斯的大量積聚創(chuàng)造了有利環(huán)境。由于傾斜煤層窄煤柱綜放開(kāi)采模式下,窄煤柱受到偏載應(yīng)力,更容易變形破壞,而變形破壞的窄煤柱很容易貫通兩個(gè)相鄰工作面,導(dǎo)致正在回采的工作面瓦斯災(zāi)害問(wèn)題越來(lái)越突出,嚴(yán)重制約著煤礦的安全生產(chǎn)。本文以硫磺溝煤礦（4-5）06工作面為研究背景,在傾斜煤層窄煤柱綜放開(kāi)采模式下,分析了采空區(qū)瓦斯運(yùn)移的影響因素,通過(guò)理論和模擬研究了傾斜煤層窄煤柱工作面采空區(qū)的瓦斯運(yùn)移規(guī)律。然后根據(jù)瓦斯的運(yùn)移規(guī)律提出了具體的瓦斯防治技術(shù),最后應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:通過(guò)FLAC3D數(shù)值模擬軟件,模擬了傾斜煤層工作面在回采過(guò)程中,窄煤柱的穩(wěn)定性變化情況,得出窄煤柱內(nèi)部塑性破壞、所受應(yīng)力以及位移變化情況。并根據(jù)其位移分布特點(diǎn)將窄煤柱分為三部分:窄煤柱完整部分、窄煤柱裂隙發(fā)育部分以及窄煤柱垮落部分。最后,結(jié)合采空區(qū)其他區(qū)域的孔隙率得出窄煤柱各部分的孔隙率,為采煤工作面瓦斯來(lái)源提供了依據(jù)。利用FLUENT分別模擬了鄰近采空區(qū)在無(wú)瓦... 

【文章來(lái)源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文18接頂會(huì)受到礦壓而發(fā)生破壞而最終垮落，此時(shí)會(huì)有大量的瓦斯涌出來(lái)。在工作面的繼續(xù)回采過(guò)程中，采空區(qū)的面積也在不斷的變大，此時(shí)，處于壓實(shí)穩(wěn)定區(qū)的采空區(qū)瓦斯涌出將不再受開(kāi)采擾動(dòng)，但是處于自然堆積區(qū)的瓦斯瓦斯涌出量還會(huì)增大，不斷地向工作面涌出。如果正在回采的煤層沒(méi)有鄰近煤層，此時(shí)工作面采空區(qū)的瓦斯涌出由本煤層正常開(kāi)采時(shí)的落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出以及采空區(qū)的遺煤瓦斯涌出構(gòu)成。當(dāng)正在回采的工作面與上一個(gè)回采工作面隔有一個(gè)窄煤柱時(shí)，隨著工作面的推進(jìn)采空區(qū)窄煤柱會(huì)被壓垮破壞，窄煤柱孔隙率增大，上一個(gè)工作面采空區(qū)的瓦斯會(huì)運(yùn)移擴(kuò)散到正在回采的工作面。當(dāng)正在回采的煤層具有鄰近層時(shí)，需要考慮到鄰近層受本煤層開(kāi)采擾動(dòng)的影響而擴(kuò)散的卸壓瓦斯。在工作面推進(jìn)過(guò)程中，采空區(qū)上覆巖層會(huì)發(fā)生周期性的垮落，而鄰近層的卸壓瓦斯會(huì)通過(guò)垮落的覆巖裂隙不斷地涌入采空區(qū)。因此，可以根據(jù)頂板冒落帶的瓦斯含量來(lái)確定采空區(qū)的瓦斯涌出量。2.4.2工作面采空區(qū)瓦斯涌出量測(cè)算方法由于采空區(qū)的瓦斯涌出比較復(fù)雜，無(wú)法直接測(cè)量，通常根據(jù)采空區(qū)不同區(qū)域的瓦斯涌出源來(lái)計(jì)算采空區(qū)總的瓦斯涌出量。瓦斯涌出源組成圖如圖2.4所示。圖2.4瓦斯涌出源組成圖采空區(qū)的瓦斯涌出不僅要考慮到本煤層的瓦斯涌出，同時(shí)也要考慮到鄰近層的瓦斯涌出。工作面采空區(qū)的瓦斯涌出計(jì)算方法如下：（1）本煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法①采煤時(shí)煤體瓦斯涌出量Q1

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文223工作面回采過(guò)程中窄煤柱變形規(guī)律分析在傾斜煤層窄煤柱綜放開(kāi)采條件下，由于窄煤柱受到了偏載應(yīng)力，更加容易變形破壞，而變形破壞的窄煤柱會(huì)產(chǎn)生大量孔、裂隙，很容易貫通兩個(gè)采空區(qū)，導(dǎo)致上個(gè)工作面采空區(qū)的瓦斯運(yùn)移到正在回采的工作面，從而造成正在回采工作面及上隅角的瓦斯積聚問(wèn)題。本章通過(guò)模擬傾斜煤層回采過(guò)程中，窄煤柱內(nèi)的塑性、應(yīng)力及位移變化規(guī)律，對(duì)窄煤柱進(jìn)行了區(qū)段劃分，結(jié)合采空區(qū)其他區(qū)域孔隙率得到不同區(qū)段窄煤柱的孔隙率。3.1試驗(yàn)礦井工作面概況硫磺溝煤礦位于淮南煤田頭屯河中游西側(cè)硫磺溝煤礦區(qū)中部，行政區(qū)劃分隸屬昌吉市硫磺溝鎮(zhèn)管轄。硫磺溝礦區(qū)東北距烏魯木齊市40km，東北距烏魯木齊火車西站24km，距新疆八一鋼鐵有限責(zé)任公司18km，北距昌吉市50km，均有瀝青公路相連，交通位置如圖3.1所示。圖3.1硫磺溝煤礦交通位置圖硫磺溝煤礦4-5煤層位于西山窯組下段中部，厚度5.5～6.8m，平均厚度6.15m，工作面煤層傾角24°~26°。（4-5）06工作面采用傾斜長(zhǎng)壁綜放采煤法，其中機(jī)采高度3.0m。4-5煤層直接頂以塊狀致密、堅(jiān)硬的深灰色、灰綠色粉砂巖、泥巖為主，局部為炭質(zhì)泥

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
[1]綜放開(kāi)采覆巖裂隙演化與卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律及工程應(yīng)用[D]. 林海飛.西安科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]采動(dòng)裂隙橢拋帶中瓦斯運(yùn)移規(guī)律及其應(yīng)用分析[D]. 林海飛.西安科技大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3454809