化处煤矿瓦斯治理方法的实践与研究

论文摘要

随着矿井开采深度的不断增加,瓦斯涌出量不断加大,煤与瓦斯突出危险也不断增加,高瓦斯突出矿井数量也在增加,致使煤炭企业在生产过程中经常发生瓦斯窒息、瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出事故。目前,全国重点瓦斯涌出总量已经上升到5400Mm3/a,煤炭开采过程中涌出的大量瓦斯,不仅给安全生产带来严重威胁,导致瓦斯事故的发生,造成国家财产的损失和人员的伤亡,而且还增加了煤炭企业大量的工作量和经济负担,降低了经济效益,尤其是在开采低透气性高瓦斯有突出危险煤层中,煤与瓦斯突出是严重威胁煤矿安全生产的自然灾害之一。本论文的主要研究工作是针对单一煤层开采,煤层透气性较差的情况下,瓦斯抽放技术方面存在的问题,将瓦斯抽放技术理论应用到瓦斯抽放的实际工作当中,以实现安全、高效的生产。本文对国内外瓦斯抽放现状进行了分析,提出了适合我国瓦斯赋存条件下的抽采方法,并总结了我国瓦斯抽放存在的问题。通过研究与实践,掌握了煤层中瓦斯赋存状态及运移规律;论述了化处煤炭瓦斯抽放的现状,并针对化处矿井的瓦斯抽放技术进行了重点研究,介绍了煤层瓦斯综合治理方法,分析了其在特定条件下最佳瓦斯抽放技术的应用,提出了抽放钻孔负压二次封孔技术,并在现场实践应用取得了较好的效果,为今后该矿的瓦斯抽放工作奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 国内外瓦斯抽放的研究现状
• 1.2.1 国外瓦斯抽放的研究现状
• 1.2.2 国内瓦斯抽放的研究现状
• 1.3 适合我国瓦斯赋存条件的抽采方法
• 1.4 我国煤矿瓦斯抽放存在的问题
• 1.5 目前瓦斯抽放技术的发展方向
• 1.6 研究内容、目标、方法及技术路线
• 1.6.1 研究内容
• 1.6.2 研究目标
• 1.6.3 研究方法与技术路线
• 2 煤层瓦斯赋存及其运移规律
• 2.1 瓦斯在煤层中的赋存状态
• 2.1.1 煤的孔隙特征
• 2.1.2 煤体表面对瓦斯的吸附作用
• 2.1.3 煤的吸附性及其影响因素分析
• 2.2 影响煤层瓦斯赋存的主要因素
• 2.2.1 煤层的储气条件
• 2.2.2 区域地质构造
• 2.2.3 采矿工作
• 2.3 瓦斯在煤层中运移的基本规律
• 2.3.1 层流运动
• 2.3.2 扩散运动
• 2.3.3 瓦斯在煤层中的流动状态
• 2.4 煤层瓦斯流动基本参数
• 2.4.l 煤层瓦斯压力
• 2.4.2 煤层瓦斯含量
• 2.4.3 煤层透气系数
• 2.5 瓦斯在采动裂隙带中的运移规律
• 2.5.1 采动裂隙带内的瓦斯升浮特性
• 2.5.2 采动裂隙带内的瓦斯扩散特性
• 2.5.3 采动裂隙带内瓦斯的运移聚集特征
• 2.5.4 综放采空区瓦斯运移形态
• 2.6 采空区瓦斯分布规律
• 2.6.1 采空区瓦斯浓度分布规律
• 2.6.2 采空区瓦斯涌出量的分析
• 3 化处煤矿瓦斯抽放现状
• 3.1 煤层及瓦斯情况
• 3.2 矿井瓦斯抽放可行性分析
• 3.2.1 瓦斯抽放的必要性
• 3.2.2 瓦斯抽放的可行性
• 3.3 瓦斯抽放解决方法
• 3.3.1 瓦斯抽放系统
• 3.3.2 封孔工艺
• 4 煤层瓦斯综合治理方法
• 4.1 瓦斯治理方案
• 4.1.1 区域瓦斯治理方案
• 4.1.2 局部瓦斯治理方案
• 4.2 瓦斯抽放钻孔参数及布孔方式
• 4.2.1 穿层预抽钻孔参数的选择和布孔方式
• 4.2.2 采面顺层抽放钻孔参数和布孔方式
• 4.2.3 采面上隅角和采空区瓦斯抽放布置方式
• 4.3 钻孔施工管理和要求
• 4.4 瓦斯抽放参数的合理选择
• 4.4.1 穿层抽放参数
• 4.4.2 采面顺层抽放参数
• 4.4.3 上隅角抽放参数
• 4.4.4 采空区抽放参数
• 5 负压二次封孔技术研究
• 5.1 二次封孔技术原理
• 5.1.1 第一次封孔
• 5.1.2 第二次封孔
• 5.1.3 马丽散封孔工艺
• 5.2 试验巷道概况
• 5.2.1 矿井概况
• 5.2.2 试验地点选择
• 5.2.3 试验巷道概况
• 5.3 现场工程试验
• 5.3.1 试验钻孔布置
• 5.3.2 钻孔参数
• 5.3.3 封孔过程
• 5.3.4 试验孔抽放数据记录
• 5.4 瓦斯抽放效果
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录