采空区瓦斯抽放技术在黄白茨矿的研究与应用

论文摘要

随着矿井集中化生产技术的发展，矿井生产效率得到了大幅度提高。然而由于综采面开采强度的加大，直接导致综采面绝对瓦斯涌出量增大，采空区瓦斯涌出加剧，工作面局部积聚严重，使安全生产得不到保障。对采空区进行瓦斯抽放是解决这一问题的最有效的技术途径。本文先分析了采空区瓦斯来源和涌出特征。并研究了采空区岩体破坏基本规律、采空区上覆岩层的渗透率及采空区的渗流规律，然后分析了采空区瓦斯涌出量的测量方法。然后测定了煤层衰减系数和煤层透气性系数，论证了采空区瓦斯抽放是可行的；然后通过采空区瓦斯抽放方案的比较，得出了高位钻孔抽放技术具有明显的技术优势；在采空区涌出规律研究的基础上，针对黄白茨矿存在的问题，最终确定了高位钻孔的冒落带高度、裂隙带高度和钻场间距，得出冒落带高度为9.13m，裂隙带高度30.11~40.31m,钻场间距为110m。为高位钻孔的具体提供了理论依据。从而对采空区瓦斯进行最有效的抽放。根据采空区上方“三带”的分布特点和采空区瓦斯分布规律，针对黄白茨矿1203工作面的实际情况，采取高位钻孔抽放技术，并介绍了高位钻孔抽放工艺与设备，为在现场高位钻孔的应用提供指导依据。通过采用高位钻孔抽放技术，降低了瓦斯浓度，保证了1203工作面的安全、稳定、高效生产，收到了良好的社会与经济效益。从而保证了1203工作面的安全、稳定、高效生产，收到了良好的社会与经济效益。利用MATLAB建立了采空区瓦斯抽放量和风排量之间的数学模型，可以预测工作面采空区瓦斯抽放量或风排量，用于保证矿井安全，减少通风费用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外瓦斯抽放研究现状
• 1.2.1 国外现状
• 1.2.2 国内现状
• 1.3 研究目的和意义
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 研究内容及过程
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究过程
• 2 采空区瓦斯涌出规律的研究
• 2.1 采空区瓦斯来源及涌出特征
• 2.2 采空区岩体破坏基本规律及其上覆岩层的渗透率
• 2.2.1 采空区岩体破坏基本规律
• 2.2.2 采空区上覆岩层的渗透率
• 2.3 多孔介质的特性
• 2.3.1 孔隙性
• 2.3.2 比面
• 2.3.3. 压缩性
• 2.4 瓦斯在多孔介质中的流动方程
• 2.4.1 质量守恒定律
• 2.4.2 运动方程
• 2.5 采空区渗流规律
• 2.6 采空区瓦斯涌出量测算
• 2.7 采空区瓦斯抽放方法
• 2.8 本章小结
• 3 黄白茨矿概况
• 3.1 位置和交通
• 3.2 煤层
• 3.3 井田开拓开采
• 3.4 矿井通风情况
• 3.5 影响黄白茨矿煤层瓦斯含量的地质因素
• 3.6 瓦斯涌出量
• 3.7 黄白茨矿目前瓦斯抽采方式及存在的问题
• 3.8 本章小结
• 4 黄白茨煤矿采空区瓦斯抽放技术的研究
• 4.1 瓦斯抽放的必要性
• 4.2 采空区瓦斯抽放的可行性
• 4.2.1 煤层衰减系数测定
• 4.2.2 煤层透气性系数测定
• 4.2.3 采空区瓦斯抽放的可行性
• 4.3 采空区瓦斯抽放方案的选择
• 4.4 高位钻孔抽放参数设计
• 4.4.1 高位钻孔抽放原理
• 4.4.2 高位钻孔瓦斯抽放参数
• 4.4.3 高位钻孔抽放参数的设计
• 4.5 本章小结
• 5 采空区瓦斯抽放技术在黄白茨矿的应用
• 5.1 黄白茨矿 1203 综采工作面概况
• 5.2 高位钻孔抽放工艺及设备
• 5.2.1 高位钻孔抽放钻孔的布置及尺寸
• 5.2.2 高位钻孔抽放工艺
• 5.3 高位钻孔抽放应用效果分析
• 5.4 应用效果
• 5.5 采空区瓦斯抽放量建模分析
• 5.6 结语
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢