玉舍煤矿瓦斯赋存规律及抽放技术研究
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该论文针对我国薄煤层瓦斯抽放的难题,以玉舍煤矿为研究对象,通过研究该矿的瓦斯地质资料、煤层瓦斯涌出量等,分析了该矿采空区倾斜方向、走向方向以及法向方向的三维瓦斯运移规律,掌握了该矿的瓦斯赋存规律;以采空区瓦斯赋存“O”圈理论为基础,通过在采空区分别向工作面采空区施工4个不同角度的穿层钻孔,研究得到采空区冒落带最大高度在6~12m,裂隙带最大高度在30m左右;在此基础上建立了该矿瓦斯涌出规律模型,能够较准确的该矿井的瓦斯涌出规律进行预测。文章最后针对NZ-702工作面的瓦斯抽放系统的瓦斯赋存、运移及涌出规律进行研究,通过对采用顺层钻孔抽放、穿层钻孔抽放以及穿层和顺层钻孔结合抽放等三种方法进行比较,确定了该矿以综合抽放为主的瓦斯抽放系统,通过对抽放率、抽放量进行预测,该方法能够满足该矿安全生产需要。
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-19页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第8-9页 |
| 1.2 研究现状及发展趋势 | 第9-17页 |
| 1.2.1 煤岩瓦斯渗流和煤层卸压瓦斯抽放研究现状 | 第10-11页 |
| 1.2.2 采动覆岩移动变形及裂隙演化研究现状 | 第11页 |
| 1.2.3 矿井瓦斯抽放方法研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.4 实际抽采过程中常采用的瓦斯抽采技术 | 第14-17页 |
| 1.2.5 煤层气开发技术研究存在的问题 | 第17页 |
| 1.3 研究目标、内容及拟解决的关键问题 | 第17页 |
| 1.3.1 研究目标 | 第17页 |
| 1.3.2 研究内容 | 第17页 |
| 1.4 研究方法、技术路线 | 第17-19页 |
| 2 玉舍煤矿煤层瓦斯流动规律研究 | 第19-27页 |
| 2.1 煤的吸附理论及煤层瓦斯含量 | 第19-22页 |
| 2.1.1 煤中瓦斯赋存 | 第19页 |
| 2.1.2 煤的孔隙特征及其评价方式 | 第19-22页 |
| 2.1.3 煤的吸附性及其影响因素分析 | 第22页 |
| 2.2 含瓦斯煤的渗透特性 | 第22-23页 |
| 2.3 煤层瓦斯运移规律 | 第23-25页 |
| 2.3.1 沿开采煤层法线方向Z 轴上的移动规律 | 第23-24页 |
| 2.3.2 沿开采煤层走向方向X 轴上的移动规律 | 第24-25页 |
| 2.3.3 沿工作面倾斜方向Y 轴上的移动规律 | 第25页 |
| 2.4 采空区瓦斯分布规律 | 第25-26页 |
| 2.4.1 生产采空区瓦斯分布规律 | 第25-26页 |
| 2.4.2 封闭采空区瓦斯分布规律 | 第26页 |
| 2.5 本章小结 | 第26-27页 |
| 3 玉舍煤矿采空区采动裂隙带范围研究 | 第27-36页 |
| 3.1 采动裂隙带动态演化规律 | 第27-32页 |
| 3.1.1 采动裂隙带的形成 | 第27-29页 |
| 3.1.2 关键层对采动裂隙带发展的影响 | 第29-30页 |
| 3.1.3 采动裂隙椭抛带的特征及类型 | 第30-31页 |
| 3.1.4 采动裂隙带空隙组成特征 | 第31-32页 |
| 3.2 玉舍矿采动裂隙带分布及特点 | 第32-33页 |
| 3.3 玉舍煤矿采动―椭抛带‖范围研究 | 第33-35页 |
| 3.4 本章小结 | 第35-36页 |
| 4 矿井及试验区概述 | 第36-42页 |
| 4.1 矿井概况 | 第36-37页 |
| 4.1.1 位置与交通 | 第36页 |
| 4.1.2 地形地貌 | 第36页 |
| 4.1.3 气象及地震烈度 | 第36页 |
| 4.1.4 井田范围和煤炭储量 | 第36-37页 |
| 4.1.5 矿井设计生产能力和服务年限 | 第37页 |
| 4.2 矿井煤层赋存情况 | 第37-38页 |
| 4.3 矿井开拓与开采 | 第38-39页 |
| 4.3.1 开拓方式 | 第38页 |
| 4.3.2 采区布置与开采顺序 | 第38页 |
| 4.3.3 采煤方法与顶板管理 | 第38-39页 |
| 4.4 矿井通风情况 | 第39页 |
| 4.4.1 通风方式 | 第39页 |
| 4.4.2 矿井供风量 | 第39页 |
| 4.5 矿井瓦斯情况 | 第39-42页 |
| 4.5.1 瓦斯含量测定情况 | 第39页 |
| 4.5.2 临时瓦斯抽放情况 | 第39-41页 |
| 4.5.3 矿井瓦斯涌出情况 | 第41页 |
| 4.5.4 煤质特征 | 第41-42页 |
| 5 玉舍煤矿瓦斯抽放技术 | 第42-57页 |
| 5.1 矿井瓦斯资源评价 | 第42-45页 |
| 5.1.1 煤层瓦斯含量 | 第42-43页 |
| 5.1.2 矿井各煤层及矿井瓦斯储量 | 第43-44页 |
| 5.1.3 瓦斯可抽量的计算 | 第44-45页 |
| 5.2 矿井瓦斯涌出量预测 | 第45-47页 |
| 5.2.1 掘进工作面瓦斯涌出量 | 第45-46页 |
| 5.2.2 回采工作面瓦斯涌出（含围岩） | 第46-47页 |
| 5.2.3 采空区相对瓦斯涌出量 | 第47页 |
| 5.2.4 矿井相对瓦斯涌出量q | 第47页 |
| 5.2.5 矿井瓦斯涌出量构成 | 第47页 |
| 5.3 抽放瓦斯可行性论证 | 第47-52页 |
| 5.3.1 瓦斯抽放的必要性 | 第47-48页 |
| 5.3.2 抽放瓦斯的可行性 | 第48-49页 |
| 5.3.3 建议采用的抽放瓦斯方法 | 第49-52页 |
| 5.4 矿井瓦斯抽放量预计 | 第52-55页 |
| 5.4.1 预抽率的确定 | 第52页 |
| 5.4.2 矿井瓦斯抽放量预计 | 第52-55页 |
| 5.5 矿井抽放规模的确定和服务年限计算 | 第55-57页 |
| 5.5.1 矿井瓦斯抽放量预计 | 第55页 |
| 5.5.2 根据矿井通风能力确定矿井抽出量 | 第55-56页 |
| 5.5.3 根据抽放技术水平确定矿井瓦斯抽放量 | 第56页 |
| 5.5.4 矿井抽放规模的确定 | 第56页 |
| 5.5.5 矿井年抽放量计算 | 第56页 |
| 5.5.6 矿井抽放服务年限计算 | 第56-57页 |
| 6 结论 | 第57-59页 |
| 6.1 主要结论 | 第57页 |
| 6.2 展望 | 第57-59页 |
| 致谢 | 第59-60页 |
| 参考文献 | 第60-63页 |
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