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车集矿二_2煤层突出区域预测瓦斯含量临界值研究

作　者: 崔凯
导　师: 刘明举; 刘彦伟
学　校: 河南理工大学
专　业: 矿业工程
关键词: 动力现象煤与瓦斯突出突出区域预测瓦斯含量临界值
分类号: TD712
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着开采深度的增加，车集煤矿煤层瓦斯含量急剧增大，在生产过程中曾发生过片帮、煤体、煤壁整体外移和煤炮等现象，突出动力现象明显，车集煤矿采掘活动已经进入了煤层突出危险区域，煤层突出危险对矿井安全开采已构成潜在威胁；针对此种现象，本论文以车集矿井作为现场研究基地，通过历史资料的收集、现场参数的实测、相似矿区瓦斯含量临界值对比分析、实验室实验以及现场跟踪考察等环节，对车集矿井主采煤层二₂煤层的瓦斯含量临界值进行了考察确定。重点从以下五个方面开展研究：1.收集并整理该矿井地勘期间实测的瓦斯含量、生产期间的煤层原始瓦斯含量以及瓦斯压力推算的瓦斯含量来综合分析该矿井的瓦斯赋存规律和影响瓦斯赋存的主控因素；2.现场通过收集、整理、跟踪考察工作面的效检指标数据及其瓦斯涌出量数据，并根据实际需要对跟踪考察的工作面进行瓦斯含量的补充测试，来考察突出区域预测的瓦斯含量临界值；3.在恒温条件下实验室通过对采集的煤样进行吸附解吸实验，来研究瓦斯压力、瓦斯含量和瓦斯解吸指标之间的关系，进一步考察其瓦斯含量临界值；4.由于晋城、焦作、安阳、鹤壁等矿区在煤的变质程度、吸附能力、瓦斯放散特征等方面与车集煤矿具有一定的相似性，并且这些矿区已在瓦斯含量临界值方面做了大量科研工作，并经过了长期的生产验证，能够为车集煤矿瓦斯含量临界值的研究提供借鉴作用；5.通过现场跟踪考察效检指标超标点及动力现象点的瓦斯含量来验证其临界值的合理性。通过对这五个方面深入细微的研究，最终考察确定出车集矿井二₂煤层的突出区域预测的瓦斯含量临界值为9m³/t，并且经过现场工业性试验检验，得出考察结果是有效可靠的。瓦斯在煤与瓦斯突出中扮演着重要的角色，准确测定煤层瓦斯含量和确定瓦斯含量的临界值对预防突出具有重要的意义，本论文结合现场和实验室实测数据，通过理论联系实际的科学方法对煤层瓦斯含量临界值确定的影响因素进行了系统的分析和研究。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-11
1 绪论  11-21
  1.1 引言  11-12
  1.2 国内外研究现状及发展趋势  12-16
  1.3 当前存在的主要问题  16
  1.4 论文的研究内容  16-18
    1.4.1 研究目标  16-17
    1.4.2 研究内容  17
    1.4.3 技术路线  17-18
  1.5 论文的特色及创新点  18-21
2 车集矿井主要地质条件概况  21-29
  2.1 引言  21
  2.2 区域地质构造  21
  2.3 矿井煤层赋存情况  21-23
    2.3.1 煤层特征  21-23
    2.3.2 煤质特征  23
  2.4 矿井构造分布特征  23-24
  2.5 矿井水文地质特征  24-25
  2.6 矿井地质构造类型  25-26
  2.7 矿井岩浆岩活动  26-27
    2.7.1 区域岩浆活动  26-27
    2.7.2 井田岩浆活动对煤质的影响  27
  2.8 本章小结  27-29
3 煤层瓦斯赋存规律及控制因素  29-37
  3.1 埋深对瓦斯赋存的控制  29-30
  3.2 顶、底板岩性对瓦斯赋存的控制  30-32
  3.3 断层构造对瓦斯赋存的控制  32-33
  3.4 岩浆岩分布对瓦斯赋存的控制  33-34
  3.5 水文地质条件对瓦斯的影响  34
  3.6 本章小结  34-37
4 煤对瓦斯吸附特性研究  37-51
  4.1 煤对瓦斯吸附常数测试方法  37
  4.2 测试结果  37-39
  4.3 煤层瓦斯含量测试  39-46
    4.3.1 瓦斯含量的测试方法  39
    4.3.2 瓦斯含量的测试结果  39-46
  4.4 瓦斯含量临界值的初步确定  46-49
  4.5 本章小结  49-51
5 各个矿区瓦斯含量临界值的对比分析  51-57
  5.1 前言  51
  5.2 煤的吸附常数对比分析  51
  5.3 煤的变质程度对比分析  51-52
  5.4 煤体强度和放散特征对比分析  52-53
  5.5 构造煤对比分析  53-54
  5.6 其它参数对比分析  54
  5.7 瓦斯含量临界值的对比分析  54-55
  5.8 本章小结  55-57
6 突出区域预测的瓦斯含量临界值实验研究  57-75
  6.1 实验系统  57-59
    6.1.1 实验系统的工作原理  58
    6.1.2 实验系统死空间的标定  58-59
  6.2 实验煤样相关瓦斯参数结果分析  59-62
    6.2.1 煤样的采集及备制  59
    6.2.2 实验所需煤样粒级的确定  59-61
    6.2.3 煤样的坚固性系数和放散特性的测定  61
    6.2.4 煤样的工业分析  61
    6.2.5 煤样的瓦斯吸附常数的测定  61-62
  6.3 瓦斯吸附解吸规律的模拟测试及结果分析  62-64
  6.4 钻屑瓦斯解吸指标的模拟测试和结果分析  64-65
  6.5 瓦斯压力为 0.74MPa 时对应的瓦斯含量计算  65-66
  6.6 钻屑瓦斯解吸指标和相关瓦斯参数关系的研究  66-72
    6.6.1 瓦斯压力与钻屑瓦斯解吸指标关系的研究  67-69
    6.6.2 瓦斯含量与钻屑瓦斯解吸指标关系的研究  69-72
  6.7 车集矿二_2煤层瓦斯参数指标确定  72-73
  6.8 本章小结  73-75
7 突出区域预测瓦斯含量临界值的考察确定及验证  75-77
  7.1 突出区域预测瓦斯含量临界值的确定  75-76
  7.2 突出区域预测瓦斯含量临界值的验证  76
  7.3 本章小结  76-77
8 突出区域预测瓦斯含量临界值研究的主要结论及展望  77-79
  8.1 主要研究结论  77
  8.2 展望  77-79
参考文献  79-83
作者简历  83-85
学位论文数据集  85

车集矿二_2煤层突出区域预测瓦斯含量临界值研究

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