高瓦斯突出煤层快速揭煤方法研究

【摘要】：在煤与瓦斯突出矿井中,石门揭穿煤层比煤层平巷、上山、下山和采煤工作面具有最有利于突出的发生与发展的条件,所以它的危险性最大,不仅突出强度大,波及范围广,概率高而且典型突出次数最多,国内外最大的突出均发生在石门揭煤时,造成的破坏严重,致使揭煤工期长、成本高,严重威胁着矿井安全生产,因此揭煤方法一直是科研工作者探索的重点。本文针对传统石门揭煤方法的不足,结合张集矿石门揭煤突出的实际问题,在仔细分析国内外关于煤与瓦斯突出机理基础上,对石门揭煤突出进行力学机制分析,通过数值模拟,优化钻孔设计,掌握其突出规律,进行科学有效的预测,为快速揭煤技术做好前期准备。 煤与瓦斯突出主要是地应力、瓦斯压力和煤体结构性能等多方面因素综合作用的结果,基于此而详细研究了突出发生的原理,以及突出煤层的各项指标(钻屑解吸指标K_1、煤的坚固性系数f、煤层瓦斯压力P、煤层瓦斯含量X_0、瓦斯放散初速度△P等)在突出预测中的作用及其确定方法,结合张集矿的实际,研究了以K_1指标为主的多参数和综合指标预测的方法,进一步保证了突出预测的准确性和可靠性。 在MATLAB数值模拟的基础上,进一步揭示煤层参数与煤与瓦斯突出之间的关系之后,做到高效抽放瓦斯、准确预测瓦斯突出,同时经过大量的现场实例研究,探索五步揭煤法之快速揭煤技术,对高瓦斯低透气性突出矿井有很大的理论和实际应用价值。