兩堵一注封孔工藝在瓦斯抽采中的應(yīng)用研究.pdf

1、??碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：兩堵一注封孔工藝在瓦斯抽采中的應(yīng)用研究英文題目英文題目：ApplicationofTwoSealingOneGroutingProcessinGasDrainageTechnique學(xué)位類學(xué)位類別：工程碩士研究生姓研究生姓名：張朋偉學(xué)號學(xué)號：2014022453學(xué)科學(xué)科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：礦業(yè)工程指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：宋宇辰職稱職稱:教授協(xié)助指導(dǎo)教協(xié)助指導(dǎo)教師：師：職稱職稱:2016年6月12日

2、分類號：分類號：TD712密級：級：公開UDC：學(xué)校代碼：學(xué)校代碼：10127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文?I摘要?瓦斯抽采是解決和預(yù)防煤礦瓦斯災(zāi)害的重要措施，抽采瓦斯鉆孔封孔質(zhì)量以及有效抽采周期決定了礦井瓦斯抽采的效果，而瓦斯抽采率又是衡量抽采效果的重要技術(shù)參數(shù)之一，因此瓦斯抽采鉆孔的有效封孔技術(shù)是提高抽采率至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。由于平煤集團所屬礦井的鉆孔封孔質(zhì)量差導(dǎo)致瓦斯抽采濃度比較低，因此對本問題展開研究，這對礦井瓦斯災(zāi)害的治理和利用具有

3、重要意義。論文通過理論分析、試驗研究和數(shù)值模擬的研究方式相結(jié)合對兩堵一注封孔工藝的應(yīng)用效果進行了研究。首選，介紹了兩堵一注封孔工藝的裝置及其工作流程，通過在平煤集團八礦、十礦和十三礦不同地質(zhì)條件、煤層情況的順層工作面和穿層工作面兩堵一注封孔工藝應(yīng)用。由現(xiàn)場試驗效果分析，應(yīng)用礦井無論在穿層鉆孔還是順層鉆孔，其鉆孔瓦斯抽采濃度均能長期保持在30%以上高濃度瓦斯，并保持著較低的衰減水平。其中，順層鉆孔30d后的抽采瓦斯?jié)舛仍?0%~40%之間

4、，而穿層鉆孔在30d后的的瓦斯抽采濃度高達(dá)60%以上，根據(jù)煤礦安全規(guī)程的要求和實際礦山的抽采經(jīng)驗，此次封孔取得了較好的應(yīng)用效果。其次，通過數(shù)值模擬軟件FLUENT對抽采鉆孔和煤層的孔徑及滲透率等參數(shù)進行了湍流kε模型的模擬，瓦斯在煤層中流動選用多孔介質(zhì)模型，研究了在不同抽采時間、抽采負(fù)壓、煤層滲透率及鉆孔直徑下對于抽采半徑和瓦斯抽采量的影響。研究分析出在煤層滲透率和不同鉆孔直徑條件下對瓦斯抽采量和抽采半徑的影響較大，而抽采時間和抽采負(fù)壓

5、對其影響較小。根據(jù)模擬結(jié)果和實際工藝設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，抽采負(fù)壓應(yīng)該保持15~30kPa，鉆孔直徑取75~100mm較合適。最后，針對部分區(qū)域濃度低的問題，試驗采取了改變封孔長度和鉆孔直徑，并且排查試驗過程中不符合規(guī)定的操作。經(jīng)過改進，瓦斯抽采濃度平均值由10%增加至15%。分析得出在實際應(yīng)用中，瓦斯地質(zhì)和煤層含水對鉆孔抽采瓦斯也有影響，同時，歸納總結(jié)其他影響封孔效果不同的因素。通過以上對兩堵一注封孔工藝應(yīng)用的研究、鉆孔周圍瓦斯壓力的數(shù)值模擬和封