桃园矿Ⅱ8221工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采技术研究
发布时间：2023-12-26 18:17
随着煤矿井下开采强度与开采深度的日益增加,工作面瓦斯涌出量也越来越多,这其中很大一部分来自于采空区,因此,加强治理采空区内瓦斯是保障综放面安全回采的首要工作。本文以桃园矿II8221工作面为试验对象,面对该工作面采空区内的高浓度瓦斯,提出采用高位定向长钻孔这一高效的成孔技术方法对其进行抽采治理。同时,本文还系统地研究了采空区内瓦斯涌出及其运移的规律。并根据分源预测法计算得出:采空区内瓦斯涌出量占工作面总瓦斯涌出量的60.5%,而落煤与煤壁瓦斯量仅占39.5%。最后通过分析采空区瓦斯的运移规律,揭示出了上隅角瓦斯浓度超限的原因,为定向长钻孔抽采采空区瓦斯提供了理论依据。高位定向长钻孔成功降低采空区瓦斯浓度的关键在于钻孔终孔层位的合理设计,本文利用UDEC数值模拟软件对II8221工作面上覆岩层开采过程中的岩层运动进行数值模拟研究,根据模拟结果,再配合经验公式检验,得出冒落带高度为08m,裂隙带高度为828m。为风巷钻场内各钻孔终孔层位的布置提供了科学性的指导。最后,通过对实际工作面的现场考察和对高位定向长钻孔成孔技术方法的掌握,设计出了一套符合...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究发展现状
1.2.1 国外瓦斯抽采技术研究发展现状
1.2.2 国内瓦斯抽采技术研究发展现状
1.2.3 高位定向长钻孔发展及应用
1.3 采空区瓦斯抽采的基本原理和意义
1.4 采空区瓦斯抽采方法
1.5 本文研究的主要内容及技术路线
1.5.1 本文研究的主要内容
1.5.2 本文研究的技术路线
2 矿井概况
2.1 矿井位置、交通及生产状况
2.1.1 矿井位置
2.1.2 矿井交通
2.1.3 矿井建设与生产情况
2.2 矿区地质概况
2.2.1 矿井内部构造
2.2.2 矿区含煤地层
2.3 矿井瓦斯赋存影响因素
2.4 Ⅱ8221工作面概述
2.4.1 工作面基本情况
2.4.2 工作面地质概况
2.4.3 工作面煤层瓦斯状况
2.5 本章小结
3 采空区瓦斯流动规律研究
3.1 采空区内多孔介质性质
3.1.1 多孔介质理论及特性
3.1.2 瓦斯在多孔介质中的流动方程
3.2 采空区瓦斯涌出特征
3.3 制约采空区瓦斯涌出影响因素
3.3.1 自然赋存条件影响
3.3.2 开采技术影响
3.4 工作面采空区瓦斯涌出量测算
3.5 采空区内瓦斯运移规律分析
3.5.1 开采层瓦斯运移规律分析
3.5.2 邻近层涌出瓦斯运移规律分析
3.6 本章小结
4 采空区上覆岩层“三带”研究
4.1 覆岩裂隙变化特征研究
4.1.1 覆岩裂隙的构成与种类
4.1.2 覆岩裂隙“O”形圈的形成
4.2 采空区“三带”划分
4.2.1 垂直方向的“三带”划分
4.2.2 推进方向上的“三区”划分
4.3 采空区上覆岩层“三带”高度计算
4.4 工作面采空区三带的数值模拟
4.4.1 UDEC软件简介
4.4.2 数值模型的建立
4.4.3 数值模拟结果分析
4.5 本章小结
5 高位定向长钻孔技术在Ⅱ8221工作面中的应用
5.1 瓦斯抽采高位定向长钻孔技术
5.1.1 高位定向长钻孔的优势
5.1.2 高位定向长钻孔钻进难点
5.2 高位定向长钻孔施工技术
5.2.1 钻孔层位设计原则
5.2.2 钻孔轨迹控制技术
5.2.3 钻孔开分支技术
5.3 Ⅱ8221工作面高位定向长钻孔现场试验
5.3.1 现场施工设计
5.3.2 现场主要施工装备
5.3.3 现场各钻孔钻进情况
5.4 Ⅱ8221工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采效果分析
5.4.1 顶板高位定向长钻孔瓦斯抽采效果分析
5.4.2 高位钻场抽采瓦斯量统计
5.4.3 回风巷瓦斯浓度监测
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间发表论文情况
本文编号：3875275
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究发展现状
1.2.1 国外瓦斯抽采技术研究发展现状
1.2.2 国内瓦斯抽采技术研究发展现状
1.2.3 高位定向长钻孔发展及应用
1.3 采空区瓦斯抽采的基本原理和意义
1.4 采空区瓦斯抽采方法
1.5 本文研究的主要内容及技术路线
1.5.1 本文研究的主要内容
1.5.2 本文研究的技术路线
2 矿井概况
2.1 矿井位置、交通及生产状况
2.1.1 矿井位置
2.1.2 矿井交通
2.1.3 矿井建设与生产情况
2.2 矿区地质概况
2.2.1 矿井内部构造
2.2.2 矿区含煤地层
2.3 矿井瓦斯赋存影响因素
2.4 Ⅱ8221工作面概述
2.4.1 工作面基本情况
2.4.2 工作面地质概况
2.4.3 工作面煤层瓦斯状况
2.5 本章小结
3 采空区瓦斯流动规律研究
3.1 采空区内多孔介质性质
3.1.1 多孔介质理论及特性
3.1.2 瓦斯在多孔介质中的流动方程
3.2 采空区瓦斯涌出特征
3.3 制约采空区瓦斯涌出影响因素
3.3.1 自然赋存条件影响
3.3.2 开采技术影响
3.4 工作面采空区瓦斯涌出量测算
3.5 采空区内瓦斯运移规律分析
3.5.1 开采层瓦斯运移规律分析
3.5.2 邻近层涌出瓦斯运移规律分析
3.6 本章小结
4 采空区上覆岩层“三带”研究
4.1 覆岩裂隙变化特征研究
4.1.1 覆岩裂隙的构成与种类
4.1.2 覆岩裂隙“O”形圈的形成
4.2 采空区“三带”划分
4.2.1 垂直方向的“三带”划分
4.2.2 推进方向上的“三区”划分
4.3 采空区上覆岩层“三带”高度计算
4.4 工作面采空区三带的数值模拟
4.4.1 UDEC软件简介
4.4.2 数值模型的建立
4.4.3 数值模拟结果分析
4.5 本章小结
5 高位定向长钻孔技术在Ⅱ8221工作面中的应用
5.1 瓦斯抽采高位定向长钻孔技术
5.1.1 高位定向长钻孔的优势
5.1.2 高位定向长钻孔钻进难点
5.2 高位定向长钻孔施工技术
5.2.1 钻孔层位设计原则
5.2.2 钻孔轨迹控制技术
5.2.3 钻孔开分支技术
5.3 Ⅱ8221工作面高位定向长钻孔现场试验
5.3.1 现场施工设计
5.3.2 现场主要施工装备
5.3.3 现场各钻孔钻进情况
5.4 Ⅱ8221工作面高位定向长钻孔瓦斯抽采效果分析
5.4.1 顶板高位定向长钻孔瓦斯抽采效果分析
5.4.2 高位钻场抽采瓦斯量统计
5.4.3 回风巷瓦斯浓度监测
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间发表论文情况
本文编号：3875275
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