赵庄矿3#煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究

论文摘要

瓦斯抽采是瓦斯治理的重要手段,瓦斯抽采主要依靠打钻和封孔来完成,而封孔是瓦斯抽采的重要环节,其中封孔深度对于瓦斯抽采具有重要影响。通过查阅大量文献,综合分析瓦斯抽采钻孔封孔深度的影响因素以及与巷帮应力分布状态的关系,得出瓦斯抽采钻孔封孔深度必须穿过巷帮的煤层卸压带,进入应力集中带。对于不同矿山地质条件下的煤层,必须首先计算出巷帮煤层卸压带和应力集中带的范围,才能准确确定瓦斯抽采钻孔的合理封孔深度。通过对赵庄煤矿3#煤层的顶底板煤岩样的物理力学性能各项参数的测试,运用FLAC3D数值模拟软件模拟巷道开挖,结合钻屑法现场实测确定出巷道塑性区和应力集中带的范围,配合工业性试验进行对比分析,最后确定出试验区所在埋深的煤层合理封孔深度为8～10m。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 问题提出
• 1.2 国内外研究现状及进展
• 1.2.1 国内外瓦斯抽采发展概述
• 1.2.2 煤层瓦斯抽采理论研究概述
• 1.2.3 本煤层瓦斯抽采技术发展概述
• 1.2.4 瓦斯抽采中封孔深度的研究概况
• 1.3 存在的主要问题
• 1.4 本文研究的主要内容
• 1.5 创新及贡献
• 2 巷道煤岩物理力学性质的研究
• 2.1 研究目的和内容
• 2.2 采样地点和规格
• 2.3 试验仪器和设备
• 2.3.1 试样加工设备
• 2.3.2 检测工具
• 2.3.3 试验设备及仪器
• 2.4 煤岩试样的规格、加工精度、数量
• 2.4.1 试样的规格
• 2.4.2 试样加工精度
• 2.4.3 试样数量
• 2.5 煤岩物理力学参数测定方法和测定结果
• 2.5.1 煤岩视密度（容重）测定
• 2.5.2 煤岩抗拉强度测定
• 2.5.3 煤岩抗压强度测定
• 2.5.4 煤岩变形参数测定
• 2.5.5 岩石粘结力和内摩擦角测定
• 2.6 小结
• 3 巷道塑性区数值模拟研究
• 3.1 概述
• 3.1.1 数值模拟方法概述
• 3.1.2 FLAC 模拟软件概述
• 3.2 巷道布置与地应力的关系分析
• 3.3 数值模拟
• 3.3.1 数值模拟目的与模拟方案
• 3.3.2 本构模型
• 3.3.3 岩体参数选取
• 3.3.4 数值模拟结果
• 3.3.5 综合分析
• 3.4 小结
• 4 钻屑法确定合理封孔深度
• 4.1 钻屑法确定合理封孔深度的原理
• 4.2 钻屑法分析巷帮煤体内的应力分布的理论研究
• 4.3 钻屑法的实施
• 4.3.1 所需设备
• 4.3.2 采样要求
• 4.3.3 钻孔布置
• 4.3.4 采样步骤
• 4.3.5 数据记录
• 4.4 数据分析
• 4.4.1 图表绘制
• 4.4.2 综合分析
• 4.5 小结
• 5 合理封孔深度的工业性试验研究
• 5.1 工作面概况
• 5.2 钻孔布置及施工
• 5.3 工业性试验
• 5.3.1 试验目的
• 5.3.2 试验材料
• 5.3.3 封孔步骤
• 5.4 抽采效果对比
• 5.4.1 数据观测记录
• 5.4.2 图线绘制
• 5.4.3 图表分析
• 5.5 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集
• 附图Ⅰ
• 附录II