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(hào)學(xué)號(hào)：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(hào)：分類號(hào)：TD712密級(jí)：級(jí)：公開(kāi)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(tuán)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(duì)本問(wèn)題展開(kāi)研究，這對(duì)礦井瓦斯災(zāi)害的治理和利用具有

3、重要意義。論文通過(guò)理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的研究方式相結(jié)合對(duì)兩堵一注封孔工藝的應(yīng)用效果進(jìn)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(guò)在平煤集團(tuán)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(chǎng)試驗(yàn)效果分析，應(yīng)用礦井無(wú)論在穿層鉆孔還是順層鉆孔，其鉆孔瓦斯抽采濃度均能長(zhǎng)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(shí)際礦山的抽采經(jīng)驗(yàn)，此次封孔取得了較好的應(yīng)用效果。其次，通過(guò)數(shù)值模擬軟件FLUENT對(duì)抽采鉆孔和煤層的孔徑及滲透率等參數(shù)進(jìn)行了湍流kε模型的模擬，瓦斯在煤層中流動(dòng)選用多孔介質(zhì)模型，研究了在不同抽采時(shí)間、抽采負(fù)壓、煤層滲透率及鉆孔直徑下對(duì)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(duì)瓦斯抽采量和抽采半徑的影響較大，而抽采時(shí)間和抽采負(fù)壓

5、對(duì)其影響較小。根據(jù)模擬結(jié)果和實(shí)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(duì)部分區(qū)域濃度低的問(wèn)題，試驗(yàn)采取了改變封孔長(zhǎng)度和鉆孔直徑，并且排查試驗(yàn)過(guò)程中不符合規(guī)定的操作。經(jīng)過(guò)改進(jìn)，瓦斯抽采濃度平均值由10%增加至15%。分析得出在實(shí)際應(yīng)用中，瓦斯地質(zhì)和煤層含水對(duì)鉆孔抽采瓦斯也有影響，同時(shí)，歸納總結(jié)其他影響封孔效果不同的因素。通過(guò)以上對(duì)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