集贤煤矿高瓦斯煤层瓦斯抽采方法研究与应用

论文摘要

集贤煤矿瓦斯涌出量比较大,威胁着矿井安全生产。开展了集贤煤矿瓦斯抽采技术研究,设计了瓦斯抽采方案,并在实践中解决了瓦斯抽采问题,对保障矿井安全起到了重要作用。本文研究了集贤煤矿煤层瓦斯含量及分布规律,建立了采空区上履层顶板裂隙带模型。通过钻孔研究确定集贤煤矿9层采空区上履裂隙带裂隙带高度,据此确定仰角钻孔的终孔高度不要超过此高度为3~12米,终孔距隔离煤柱的距离为10~35米,当钻场间距为40米时,其钻孔长度为120米。确立了高瓦斯工作面采用下行通风时瓦斯抽放的方法,研究了邻近层瓦斯斜角钻孔抽采、本煤层瓦斯扇形钻孔抽采、隅角瓦斯仰角钻孔抽采、工作面采空区埋管抽采、掘进过程中的瓦斯抽采等抽采技术方案,通过多种方法联合使用,取得了良好的瓦斯抽采效果。本论文研究对双鸭山矿区瓦斯治理有重要的指导意义,对同类生产矿井也有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 本课题研究的背景及意义
• 1.2 研究现状及发展趋势
• 1.2.1 煤岩瓦斯渗流和煤层卸压瓦斯抽放研究现状
• 1.2.2 采动覆岩移动变形及裂隙演化研究现状
• 1.2.3 矿井瓦斯抽放方法研究现状
• 1.2.4 实际抽采过程中常采用的瓦斯抽采技术
• 1.2.5 煤层气开发技术研究存在的问题
• 1.3 研究目标、内容及拟解决的关键问题
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 拟解决的关键问题
• 1.4 研究方法、技术路线
• 2 集贤煤矿瓦斯赋存及运移规律研究
• 2.1 集贤煤矿概况
• 2.2 集贤煤矿地质及瓦斯含量情况分析
• 2.3 煤层瓦斯运移规律
• 2.3.1 沿开采煤层法线方向Z轴上的移动规律
• 2.3.2 沿开采煤层走向方向X轴上的移动规律
• 2.3.3 沿工作面倾斜方向Y轴上的移动规律
• 2.4 采空区瓦斯分布规律
• 2.4.1 生产采空区瓦斯分布规律
• 2.4.2 封闭采空区瓦斯分布规律
• 2.5 本章小结
• 3 集贤煤矿采空区采动裂隙带范围研究
• 3.1 采动裂隙带动态演化规律
• 3.1.1 采动裂隙带的形成
• 3.1.2 关键层对采动裂隙带发展的影响
• 3.1.3 采动裂隙椭抛带的特征及类型
• 3.1.4 采动裂隙带空隙组成特征
• 3.2 集贤矿采动裂隙带分布及特点
• 3.3 集贤煤矿采动“椭抛带”范围研究
• 3.4 本章小结
• 4 集贤煤矿瓦斯抽采技术
• 4.1 斜交钻孔抽采瓦斯
• 4.1.1 上邻近层瓦斯抽放钻孔布置
• 4.1.2 抽放工艺参数设计
• 4.2 本煤层瓦斯钻孔抽采
• 4.2.1 扇形钻孔布置方式
• 4.2.2 扇形钻孔本煤层抽采应用
• 4.3 仰角钻孔抽采上隅角瓦斯
• 4.3.1 仰角钻孔边采边抽实践
• 4.3.2 仰角钻场抽采效果分析
• 4.4 工作面采空区埋管抽采
• 4.5 掘进时进行边掘边抽
• 4.6 本章小结
• 5 结论
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录