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高瓦斯煤层掘进工作面水力压挤技术研究

胡祖祥  
【摘要】:随着煤矿开采深度的增加,安全隐患日益突出,安全事故时有发生。其中瓦斯爆炸、煤与瓦斯的突出、煤尘爆炸等主要灾害一直是煤矿安全生产预防的重中之重。为了预防或降低事故的发生,许多专家学者提出很多可行的办法和措施。本文主要是针对高瓦斯掘进工作面水力压挤技术理论及应用技术的研究。采用了理论分析、计算机数值模拟和现场试验相结合的研究方法和手段。对水力压挤技术进行的初步研究结论主要包括: 工作面前方煤体内的瓦斯被挤出,有效地降低了掘进工作面的瓦斯浓度,炮后瓦斯超限次数明显减少。在祁东矿3246风巷进行的高压注水试验表明,瓦斯挤出量达42.52m~3,挤出率6.6%,炮后瓦斯浓度平均降低30%,炮后瓦斯超限报警和断电次数降低56%。 通过对3246风巷高压注水试验,水力挤出使工作面前方的煤体压裂,集中应力区向前推移,卸压带宽度增加,降低了煤的突出危险性,起到了消突作用。在祁东矿7123掘进面的测定表明,注水前卸压带宽度1.5m,注水后卸压带宽度增大到2.2 m,增加了0.7m。 在实施注水后,由于煤体被湿润有效消除了尘源,工作面附近的粉尘浓度显著降低,其粉尘浓度的平均值从101.4mg/m~3降至16.1mg/m~3,降尘率达84%。 另外,由于采用水力压挤措施比采用钻孔排放措施减少了打排放钻孔的工程量和时间,而使巷道单进有较大的提高,缓解了接替紧张的矛盾。3246和7123两个掘进面单进平均提高31m/月,效果非常明显。 总之,本论文的研究成果将对水力压挤技术的推广起到较大的推动作用,为煤矿安全生产做出贡献。


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