收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

煤矿深部近距低采高上保护层开采瓦斯灾害协同控制技术

惠功领  
【摘要】:本文针对中平能化集团平煤股份所属十二矿深部(埋深≥1000m)近距离(8~12m)、低采高(1.3m)和高瓦斯耦合作用下的上保护层瓦斯治理问题,以及上保护层开采巷道留设的保护煤柱造成的被保护层卸压空白带问题,利用弹性力学、岩体力学、损伤力学、渗流力学等相关理论,通过采用理论分析、相似模拟试验、数值模拟、现场试验等方法,系统地研究了煤矿深部近距低采高上保护层开采瓦斯灾害协同控制技术,取得了如下主要创新性成果: 针对深部近距低采高上保护层开采面临的保护层工作面上隅角瓦斯超限和被保护层局部区域未卸压等问题,提出了大直径穿层递进埋管抽采和下被保护层局部未保护区域的定向水力压裂技术来协同控制瓦斯灾害的研究思路。实现了保护层工作面的安全快速推进和被保护层的全区域消突,为今后其他类似条件下的煤层群开采提供了治理思路。 采用实验和数值模拟相结合的方法,首次研究了不同保护层开采高度、不同层间距、不同层间岩性对深部近距低采高上保护层开采条件下下伏煤岩体卸压影响。研究发现了保护层工作面开采高度越大,对被保护层的卸压保护效果越好;随着层间距离的增加,保护层的卸压效果越来越差;而由于层间坚硬岩层的控制,其存在不利于下方煤岩体的应力降低,且还遏制了下方岩体的膨胀变形,不利于下被保护层透气性的增加。 首次提出了大直径穿层递进埋管抽采技术,既克服了采用传统的沿空留巷等措施造成的施工量大和维护困难问题,又避免了在本煤层采空区埋管抽放造成的巷道空间受限问题,在不影响保护层工作面开采的条件下,创造性的解决了深部近距低采高上保护层开采工作面上隅角瓦斯频繁超限问题。实践表明,该技术实施效果显著,抽放瓦斯纯量达到29.1~35.3m3/min,抽放瓦斯浓度平均为13.7%,上隅角瓦斯浓度平均维持在0.51%。 针对平煤十二矿被保护层与保护层层间距小、存在被保护层局部区域未卸压、地应力相对集中区域的特点,提出采用定向水力压裂技术消除局部未保护区域的突出危险性,同时采用定向孔的导向作用,避免了单一水力压裂孔易造成应力集中、形成高压蓄能区的问题。采取该技术后突出判定指标q值和S值显著降低(q值降为1.0 L/min左右;S值降为2.0 kg/m左右),工作面危险性效检预测指标超标的比例大大减低,变化幅度降低;单孔抽放浓度平均增加了70%,瓦斯流量增加了382%。 本文为煤矿深部近距低采高上保护层开采条件下瓦斯灾害的有效控制提供了理论和实践基础,课题研究期间,作者公开发表学术论文7篇,其中EI检索2篇,并获得各类科研奖励6项。 该论文有图105幅,表10个,参考文献109篇。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 梁运培,孙东玲,刘林;被保护层突出危险性评价技术的研究[J];矿业安全与环保;2002年03期
2 黄旭超;孟贤正;傅昆岚;林青;;开采上保护层被保护煤层穿层钻孔抽采瓦斯技术[J];煤炭科学技术;2009年09期
3 刘德贵;急倾斜近距离复杂煤层保护层开采的实践[J];矿业安全与环保;2005年01期
4 朱拴成;刘永茜;史小卫;;保护层开采条件下煤层残余瓦斯含量预测方法研究[J];中国煤炭;2008年06期
5 李东印;王献伟;阎鹏飞;徐广发;;瓦斯突出煤层近距离反程序开采[J];煤炭科学技术;2008年11期
6 张会辰;李建国;王伟;;保护层开采瓦斯治理的可行性分析[J];中州煤炭;2009年12期
7 赵学军;于占林;杜泽生;;大淑村矿2号煤层被保护范围及防突效果的考察确定[J];煤;2011年05期
8 姚银贵;王金宝;;大淑村矿2~#煤层被保护范围及防突效果的考察确定[J];煤矿安全;2011年08期
9 夏仕柏;被保护层突出危险性评价及其在放顶煤回采中的应用[J];煤矿安全;2002年03期
10 石必明;刘泽功;;保护层开采上覆煤层变形特性数值模拟[J];煤炭学报;2008年01期
11 李建伟;刘艳辉;;平煤八矿远距离保护层开采可行性分析[J];矿业安全与环保;2011年02期
12 杜泽生;罗海珠;孙波;;下保护层采空区内研究被保护煤层变形规律[J];煤矿安全;2011年08期
13 余国锋;薛俊华;袁瑞甫;;远距离保护层开采卸压机理数值模拟分析[J];煤矿安全;2007年11期
14 王君得;杨云峰;;海石湾井田保护层开采保护效果分析[J];煤;2008年11期
15 付香智;祝文德;徐树军;;矿井瓦斯灾害治理技术浅析[J];中国科技信息;2008年08期
16 戴广龙;汪有清;张纯如;李庆明;邵广印;;保护层开采工作面瓦斯涌出量预测[J];煤炭学报;2007年04期
17 张守豪;高家东;;卸压瓦斯抽采方法在新集一矿的应用[J];淮南职业技术学院学报;2008年04期
18 胡国忠;王宏图;范晓刚;袁志刚;涂晓东;张智明;;急倾斜俯伪斜上保护层保护范围的三维数值模拟[J];岩石力学与工程学报;2009年S1期
19 杜泽生;罗海珠;孙波;王金宝;杜晓林;;保护层采空区内研究被保护煤层透气性变化规律[J];煤矿安全;2011年06期
20 朱贵旺;卢平;;煤矿区域性煤与瓦斯突出治理技术的应用[J];煤炭工程;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈寒秋;;平煤八矿远程保护层开采技术研究[A];煤炭科学与技术研究论文集[C];2010年
2 王家臣;邵太升;赵洪宝;;上保护层厚度对保护层开采效果影响数值模拟研究[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
3 赵洪宝;仲淑姮;韦泽睿;;倾斜上保护层开采保护效果数值模拟研究[A];煤炭科学与技术研究论文集[C];2010年
4 赵斌;王楚光;;新庄孜矿保护层的科学选择[A];2010年度淮南矿业集团煤炭学会学术交流会论文汇编(一)·地质专业[C];2010年
5 王家臣;邵太升;赵洪宝;李振华;;上保护层开采卸压释放作用数值模拟研究[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年
6 屈永安;;桑树坪煤矿保护层开采效果初探[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
7 刘庆锋;;平煤五矿开采近距离保护层工作面实践及探索[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
8 欧阳红承;;突出煤层上保护层开采防突效果研究[A];创新推动新型煤炭工业体系建设和安全健康发展——2010年湘赣皖闽苏等多省(市)煤炭学会学术交流暨湖南省煤炭科技论坛论文集[C];2010年
9 孙波;何晓东;;被保护层开采突出危险性评价方法[A];煤矿重大灾害防治技术与实践——2008年全国煤矿安全学术年会论文集[C];2008年
10 柴铁锤;于红;;保护层开采矿井瓦斯抽放方法选择[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 惠功领;煤矿深部近距低采高上保护层开采瓦斯灾害协同控制技术[D];中国矿业大学;2011年
2 范晓刚;急倾斜下保护层开采保护范围及影响因素研究[D];重庆大学;2010年
3 邵太升;黄沙矿上保护层开采卸压释放作用研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
4 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
5 徐乃忠;低透气性富含瓦斯煤层群卸压开采机理及应用研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
6 刘林;下保护层合理保护范围及在卸压瓦斯抽采中的应用[D];中国矿业大学;2010年
7 汪东生;近距离煤层群保护层开采瓦斯立体抽采防突理论与实验研究[D];中国矿业大学;2009年
8 刘洪永;远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究[D];中国矿业大学;2010年
9 康小兵;隧道工程瓦斯灾害危险性评价体系研究[D];成都理工大学;2009年
10 黄华州;远距离被保护层卸压煤层气地面井开发地质理论及其应用研究-以淮南矿区为例[D];中国矿业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏二剑;王行庄煤矿保护层开采保护范围确定及保护效果考察[D];河南理工大学;2011年
2 蒋威杰;土朱矿上保护层开采保护范围及瓦斯运移规律研究[D];湖南科技大学;2011年
3 刘永茜;平煤五矿超近距离上保护层开采瓦斯运移研究[D];河南理工大学;2007年
4 汪国华;近距离上保护层开采卸压范围及临界层间距研究[D];河南理工大学;2010年
5 胡恩宝;新集煤矿远程下保护层开采卸压范围及效果研究[D];安徽理工大学;2010年
6 乐粉华;天府三汇一矿倾斜煤层群上保护层保护范围的研究[D];重庆大学;2010年
7 王琰;近距离倾斜上保护层卸压范围与卸压瓦斯抽放研究[D];内蒙古科技大学;2011年
8 王琰;近距离倾斜上保护层卸压范围与卸压瓦斯抽放研究[D];内蒙古科技大学;2011年
9 杨羽;西马矿北二采区瓦斯灾害治理研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
10 黄振华;缓倾斜多煤层下保护层开采的卸压瓦斯抽采设计研究[D];重庆大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 许翼鹏 记者 郝玲;祁东矿保护层开采成为“防突”新盾牌[N];中国企业报;2009年
2 中国矿业大学安全工程学院硕士研究生 刘震 高思源;瓦斯灾害事故中的避灾逃生方法[N];中国能源报;2010年
3 本报记者 范思立;根治瓦斯灾害 主动抑爆急需产业化[N];中国经济时报;2011年
4 本报记者 鲁松 本报通讯员 程宫;潘二矿12124工作面双保护层开采成效显著[N];淮南日报;2007年
5 文山涵;国内首个瓦斯检测实验室落户重庆[N];中华合作时报;2010年
6 管苏;黄陵一号煤矿组织瓦斯灾害事故撤人演习[N];延安日报;2010年
7 孙维世 记者 陆铁男;“第一生产力”推展健康可持续[N];黑龙江经济报;2008年
8 记者 贺韬 通讯员 徐醒民;韩城矿务局500万元重奖科技人才[N];陕西日报;2010年
9 赵凯;打通一矿薄煤层钻孔施工采用新工艺获成功[N];经理日报;2008年
10 李勇;渝阳煤矿近水平煤层下保护层开采技术成功通过鉴定[N];经理日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978