西马矿北二采区瓦斯灾害治理研究

论文摘要

瓦斯是矿井安全生产重大灾害之一。沈煤集团西马煤矿是煤与瓦斯突出矿井,论文针对该矿高瓦斯有突出危险煤层进行瓦斯灾害治理研究。通过理论分析、数值模拟,提出开采保护层和邻近层瓦斯抽采方案,制定针对突出煤层瓦斯治理措施,实现矿井安全开采。西马煤矿随着开采深度的增加,开采强度的增大,使得矿井瓦斯涌出量逐年增加。特别是在北二采区,12煤与13煤的层间距较近,使得开采过程中大量12煤的瓦斯涌向采煤空间,其中12煤为主采层,并且是突出煤层,13煤为非突出煤层。论文根据北二生产采区地质条件,提出把13煤做为12煤的开采保护层,对12煤采取开采保护层瓦斯治理方法,并通过钻孔对12煤进行瓦斯抽采。通过理论研究,抽采参数的优化,结合工作面实际情况,总结出一套适合该采面的防突措施,在实践过程中,计算合理的钻孔的位置,同时应用软件FLUENT模拟出不同钻孔间距下抽采瓦斯的效果及周围瓦斯应力的变化,确定合理的优化方案。该项研究成果,降低了北二采区12煤层的瓦斯浓度,消除了瓦斯灾害隐患。在开采过程中一直没有发生瓦斯灾害事故,保障了矿井安全生产。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究的内容与目标
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 2 煤层瓦斯流动理论及灾害防治理论研究
• 2.1 煤层瓦斯流动理论研究
• 2.1.1 煤层瓦斯的生成及赋存
• 2.1.2 煤的孔隙特征
• 2.1.3 煤层瓦斯压力
• 2.1.4 煤的强度与瓦斯含量关系
• 2.2 瓦斯灾害治理方法
• 2.2.1 区域治理方法
• 2.2.2 局部治理方法
• 2.2.3 回采工作面治理方法
• 2.3 瓦斯抽采理论研究
• 2.3.1 瓦斯抽采的目的
• 2.3.2 瓦斯抽采的条件
• 2.3.3 瓦斯抽采的方法
• 3 西马煤矿概况
• 3.1 井田概况
• 3.1.1 地理位置
• 3.1.2 井田范围
• 3.2 地质概况
• 3.3 西马矿开采现状
• 3.4 矿井瓦斯抽采概况
• 3.4.1 矿井瓦斯储量与涌出量
• 3.4.2 矿井可抽瓦斯量及抽采瓦斯年限
• 3.4.3 抽采系统发展现状
• 4 北二采区12 煤瓦斯治理方法分析
• 4.1 北二采区1208 综采工作面概况
• 4.2 开采保护层瓦斯综合治理方案
• 4.3 瓦斯抽采钻场的布置
• 4.4 效果检验
• 5 煤层钻孔瓦斯抽采数值模拟
• 5.1 数值模型选择和边界条件确定
• 5.2 网格划分
• 5.3 模拟结果分析
• 6 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集