基于平溝煤礦16#煤層的瓦斯地質(zhì)預(yù)測及抽放技術(shù)研究.pdf

1、瓦斯作為煤礦地下開采的五大災(zāi)害之一,給煤礦的安全生產(chǎn)帶來巨大隱患。煤層瓦斯賦存規(guī)律受地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動控制,地質(zhì)構(gòu)造中的褶皺和斷層、煤層圍巖以及煤的變質(zhì)程度、透氣性大小、構(gòu)造煤分布等因素直接影響煤層瓦斯賦存規(guī)律,控制著煤層瓦斯含量的大小。因此,只有在瓦斯地質(zhì)研究的基礎(chǔ)上才能預(yù)測瓦斯在煤層中的賦存規(guī)律,為瓦斯抽放提供合理有效的方案保障,從而提高煤礦瓦斯的抽放率。
　　神華烏海能源公司下屬的平溝煤礦為地下開采高瓦斯礦井,本論文以平溝煤礦16

2、＃煤層為研究對象,在進(jìn)行瓦斯地質(zhì)理論研究的基礎(chǔ)上,在1606工作面打鉆孔采取煤樣,應(yīng)用DGC瓦斯含量測定裝置直接測定采樣點(diǎn)煤層瓦斯含量,并將地質(zhì)構(gòu)造(褶皺、斷層)、煤層底板標(biāo)高、煤層頂?shù)装鍑鷰r性質(zhì)、煤層厚度、煤層埋深、水文地質(zhì)條件等影響因素與煤層瓦斯含量之間的關(guān)系進(jìn)行了定性或定量分析,最終確定了影響平溝煤礦16＃煤層瓦斯含量變化的兩個主要因素:煤層底板標(biāo)高(h)和煤層埋深(H)。在此基礎(chǔ)上,建立了以煤層底板標(biāo)高(h)和煤層埋深(H)為自

3、變量、以煤層瓦斯含量為因變量的二元線性回歸預(yù)測模型,用以預(yù)測全煤層的瓦斯含量值,并繪制了該煤層的瓦斯含量等值線圖,并確定了本煤層抽放的瓦斯抽放方案。為提高瓦斯抽放率,本論文對1606工作面的瓦斯抽放參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,主要包括:(1)應(yīng)用卸壓帶理論確定了瓦斯抽放鉆孔的孔深為254m;(2)用SF6氣體示蹤法測定出瓦斯抽放半徑為3m;(3)通過建立瓦斯流動方程,利用MATLAB數(shù)值分析軟件對瓦斯流動方程進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,計(jì)算出瓦斯抽放半徑為3.4

4、m,從而對SF6氣體示蹤法所測定的瓦斯抽放半徑的合理性進(jìn)行檢驗(yàn);(4)確定了瓦斯抽放鉆孔間距為6m,1606工作面抽放鉆孔個數(shù)為155個。
　　通過瓦斯抽放參數(shù)優(yōu)化前后的抽放效果對比分析可知,參數(shù)優(yōu)化后抽放管內(nèi)的瓦斯?jié)舛忍岣吡?％~8%,、瓦斯抽放率是優(yōu)化前的2倍以上,回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛葴p半,工作面因瓦斯超標(biāo)斷電的次數(shù)由3~5次下降到0~1次,工作面推進(jìn)速度明顯加快,月均產(chǎn)煤量提高1.1萬噸。這些數(shù)據(jù)表明,瓦斯抽放參數(shù)的優(yōu)化為提高