五虎山矿9号煤顺层钻孔瓦斯抽采技术研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aqqz2000
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煤炭作为我国能源的重要支柱产业之一,伴随着煤矿开采规模的不断扩大,煤矿瓦斯已成为威胁矿井生产安全的不确定因素,因此对于高瓦斯矿井进行瓦斯抽采已是一项必要的工作,为实现瓦斯抽采的效果,同时符合抽采达标规定的要求,确定煤层瓦斯抽采半径是十分有必要的。本文以五虎山矿9#煤层为研究对象,通过测得9#煤层的瓦斯参数,对其煤层瓦斯赋存规律进行分析,然后利用数值模拟和现场实测的方法对9#煤层的倾向顺层一般钻孔和走向顺层长钻孔抽采瓦斯的过程进行研究,同时对不同抽采条件下的结果进行对比,得出钻孔抽采瓦斯的有效抽采半径,对钻孔瓦斯抽采参数进行优化。首先实测9#煤层瓦斯基本参数,并得出9#煤层的瓦斯压力预测模型、瓦斯含量预测模型。在得到了需要的基础参数之后,对五虎山矿顺层钻孔预抽9#煤层瓦斯进行数值模拟,建立煤岩-瓦斯固气耦合的数学模型,结果表明,(1)五虎山煤矿走向顺层长钻孔合理的抽采负压为30k Pa,9#煤层采煤工作面当预抽时间为1年,走向顺层长钻孔间距10m,9#煤层采煤工作面当预抽时间为1.5年,走向顺层长钻孔间距15m,9#煤层采煤工作面当预抽时间为2年,走向顺层长钻孔间距20m。(2)五虎山煤矿倾向顺层钻孔合理的抽采负压为20k Pa,9#煤层采煤工作面当预抽时间为2个月,倾向顺层钻孔间距2m,9#煤层采煤工作面当预抽时间为4个月,倾向顺层钻孔间距4m,9#煤层采煤工作面当预抽时间为6个月,倾向顺层钻孔间距6m。根据数值模拟结果开展了现场试验验证。现场实测采用相对瓦斯压力法、储量法测试和含量法验证的综合方法来确定9#煤层顺层钻孔有效抽采半径。选择在010909工作面试验,相对瓦斯压力法观察得到:9#煤层连续抽采180天,94mm顺层抽采钻孔有效抽采半径大于3m,小于6m;利用储量法测试得出:五虎山9#煤层倾向顺层钻孔连续抽采180天的有效抽采半径3.1m;之后观测钻孔连续抽采后(180天),在观测钻孔判定的有效抽采半径边缘附近采集煤层测定煤层残余瓦斯含量,验证得出测试结果是可靠有效,满足要求的。该论文有图38幅,表30个,参考文献70篇。
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