低透气性煤层群首采关键层卸压瓦斯综合治理技术
Technique of Gas Control during Firstly Mining the Key Strata in Multiseams of Low Permeability
在煤与瓦斯突出灾害日趋严重的深部煤炭资源开采中,以低透气性煤层群条件最为复杂.我国《防治煤与瓦斯突出规定》第四十六条中做出明确规定:在突出矿井煤层群开采时优先考虑开采保护层;有条件的矿井,也可将软岩层作为保护层开采.由此可见利用煤层群首采层开采的卸压作用,消除邻近煤层的突出危险性是行之有效的区域性防突措施.但关键层开采过程中,除开采煤层的瓦斯涌出之外,邻近煤层大量的采动卸压瓦斯向开采空间涌出,易造成开采空间瓦斯积聚,给矿井的生产带来了安全隐患.因此,为实现高瓦斯煤层群首采煤层工作面的安全回采,必须确定高浓度瓦斯富集区域,进行邻近煤层卸压瓦斯强化高效抽采.本文分析了影响钻孔抽采瓦斯因素,确定钻孔位置的布置对瓦斯抽采效果具有制约性作用;同时,在分析卸压瓦斯运移规律的基础上,初步探寻了邻近层卸压瓦斯运移路径.通过理论研究、数值模拟以及工程实践考察相结合的方法,主要研究以下三个方面:(1)关键层回采上覆岩层卸压区域数值模拟依据现有的上覆岩层移动理论,提出采空区上覆岩层"O"形圈呈锥形分布,运用FLAC3D软件模拟分析关键层工作面回采过程中上覆岩层卸压区域,确定"O"形圈环形区域范围,为布置裂隙带钻孔设计参数提供理论指导依据.(2)瓦斯流动规律分析了Y型通风和U型通风工作面采空区瓦斯以及回采期间邻近层卸压瓦斯流动规律,确定可将卸压瓦斯运移路径简化为:被保护层→裂隙带→采空区→回风巷,为卸压瓦斯的治理提供明确的方向.(3)关键层工作面卸压瓦斯综合治理技术实践对关键层工作面卸压瓦斯治理技术的两个实例进行了分析:实例一,在潘一矿2371(1)工作面作为13煤下保护层开采,在理论分析以及数值模拟的基础上,设计该工作面瓦斯综合治理方案,考察并分析了工作面回采期间回风瓦斯浓度以及各类钻孔抽采瓦斯纯量的变化情况,同时分析了采空区埋管抽采和回风瓦斯浓度之间的关系,提出可采用监测的采空区埋管抽采瓦斯纯量作为预警值;实例二,在新庄孜煤矿66210工作面实施被保护层、裂隙带、采空区以及回风巷"四位"瓦斯综合治理措施,分析了"四位"瓦斯分布情况.
- 作者：
- 邓中
- 学位授予单位：
- 安徽建筑工业学院
- 专业名称：
- 结构工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 卢平
- 中图分类号：
- TD712.6
- 关键词：
- 低透气性；煤层群；卸压瓦斯；"O"形圈；预警值
- key coal seam； low permeability； multiseams； relief gas； "O" shape； warning number