大黃山煤礦綜放面瓦斯鉆孔抽采技術(shù)及評判研究.pdf

1、瓦斯災(zāi)害是煤礦五大災(zāi)害之一，其長期制約著我國煤礦的安全生產(chǎn)，尤其在煤層較厚的高瓦斯礦井，瓦斯的防治工作更是尤為重要。放頂煤是是厚煤層開采的一種重要方法，其開采工藝決定了采空區(qū)遺煤較多，遺煤所釋放瓦斯就會急劇增加，更加容易導(dǎo)致綜采工作面瓦斯超限問題的發(fā)生。國內(nèi)主要通過鉆孔抽采對高瓦斯厚煤層瓦斯超限進(jìn)行治理，所以，對綜放面瓦斯鉆孔抽采技術(shù)的研究，具有十分重要的實(shí)際意義。
　　本文以高瓦斯礦井——新疆豫新煤業(yè)大黃山礦，為實(shí)際工程背景，以

2、該礦主采工作面+735綜放面為具體研究對象，對其瓦斯抽采治理技術(shù)措施進(jìn)行研究，以期解決工作面瓦斯超限的問題。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　一、通過對八尺槽和中大槽煤樣巖樣進(jìn)行了采集，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。研究了其瓦斯賦存的基礎(chǔ)參數(shù)，得到了煤層原始的瓦斯含量、瓦斯壓力以及瓦斯吸附常數(shù)a、b值;并得到鉆孔的自然瓦斯涌出的衰減系數(shù)和對應(yīng)煤層的透氣性系數(shù)等，為進(jìn)一步研究大黃山礦瓦斯運(yùn)移規(guī)律和瓦斯抽采治理技術(shù)，提供了基礎(chǔ)理論支撐。
　　二、

3、研究了綜放工作面頂板覆巖的采動(dòng)運(yùn)移規(guī)律，對頂板“三帶”的分布做了定性與定量分析研究，計(jì)算出頂板的冒落帶高度為9.8～14.2m之間，運(yùn)用數(shù)值模擬得到頂板的裂隙帶的高度為30m左右，對瓦斯抽采和鉆孔參數(shù)的確定具有重要意義。
　　三、通過對綜放工作面的瓦斯來源進(jìn)行了分析，對各瓦斯源項(xiàng)的涌出量和貢獻(xiàn)程度進(jìn)行了分析計(jì)算，得出采空區(qū)瓦斯涌出量占到61％，煤壁瓦斯涌出量占39％，確定了對735工作面的瓦斯治理應(yīng)主要進(jìn)行采空區(qū)瓦斯治理，為抽采方

4、案的選擇和確定提供了基本依據(jù)。
　　四、對鉆孔抽采瓦斯所適用的數(shù)學(xué)理論模型進(jìn)行研究探討。運(yùn)用了數(shù)值模擬軟件COMSOL Multiphysics，以穿層鉆孔為例，模擬了不同抽采時(shí)間和不同孔徑鉆孔抽采下，鉆孔附近的瓦斯流態(tài)，得到了瓦斯流速和瓦斯壓力分布云圖以及壓力等值線圖。模擬結(jié)果顯示:距穿層鉆孔較遠(yuǎn)處，瓦斯流速穩(wěn)定，瓦斯壓力分布均勻，符合達(dá)西定律;靠近鉆孔中心處，瓦斯流速最大。隨著抽采的進(jìn)行，鉆孔周圍煤層中瓦斯壓力逐步降低，在靠近