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高瓦斯矿井综采工作面瓦斯运移规律研究

作　者: 岑旺
导　师: 王文才
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 采矿工程
关键词: 高瓦斯矿井综采工作面瓦斯瓦斯运移瓦斯治理
分类号: TD712
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

瓦斯是危害矿井安全生产的重要因素,瓦斯事故也是我国煤矿最严重的事故之一。随着煤矿机械化程度的不断提高,开采深度的不断增加,开采强度的不断增强,瓦斯涌出量还会进一步增大,瓦斯灾害的治理将成为煤矿灾害防治的重点。研究高瓦斯矿井综采工作面的瓦斯运移规律,有利于指导煤矿的瓦斯管理与安全生产,有一定的理论意义与现实意义。本文首先较系统的论述了影响工作面及采空区瓦斯涌出的煤层赋存条件及开采技术因素,并分析研究了瓦斯涌出与瓦斯运移机理。然后结合矿山实际,在阿刀亥煤矿综采工作面进行了瓦斯浓度测定。根据实测数据,分析总结了综采工作面及其采空区的瓦斯来源、瓦斯运移规律及瓦斯浓度的分布规律。主要结论如下:采空区瓦斯主要来源于上下邻近层、丢煤、未采分层以及围岩的瓦斯涌出;在工作面垂直采长方向,瓦斯浓度呈上升趋势。从煤壁至采空区,瓦斯浓度呈现“较高、高、低、高、较高”的分布趋势;沿工作面倾斜方向,采面瓦斯浓度从进风侧至回风侧逐渐增大。从采空区深部涌出的高浓度瓦斯,与携带大量瓦斯的漏风流在上隅角处汇合,上隅角处由于综采支架的存在,形成不良通风空间,导致局部瓦斯层状积聚,这是造成上隅角瓦斯浓度较高和超限的直接原因。综上所述,上隅角瓦斯治理是综采工作面瓦斯治理的重点。本文确定了综采面采空区瓦斯抽放的最佳位置是距工作面60～80m左右,如考虑抽放瓦斯利用,采空区瓦斯抽放的最佳位置是距工作面100m,此位置的瓦斯抽放浓度接近30%。根据上述研究结果,本文提出了一些综采工作面瓦斯治理的具体措施,并将其应用在阿刀亥煤矿1209综采工作面的瓦斯治理工作中,取得了良好的效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-17
  1.1 课题背景及意义  10-12
    1.1.1 综采发展现状及存在的瓦斯问题  10-11
    1.1.2 研究背景  11
    1.1.3 研究意义  11-12
  1.2 研究现状  12-15
    1.2.1 瓦斯运移研究现状  12-14
    1.2.2 国内外综采工作面瓦斯治理现状  14-15
  1.3 主要研究内容及方法  15-17
    1.3.1 主要研究内容  15
    1.3.2 主要研究方法  15-17
2 影响高瓦斯矿井综采工作面及采空区瓦斯涌出的因素  17-32
  2.1 阿刀亥煤矿矿井概况  17-19
    2.1.1 阿刀亥煤矿交通位置  17
    2.1.2 煤层赋存概况  17-18
    2.1.3 采煤方法  18
    2.1.4 开拓运输方式  18-19
    2.1.5 矿井瓦斯状况  19
    2.1.6 1209 综采工作面概况  19
  2.2 影晌工作面及采空区瓦斯涌出的煤层赋存条件  19-24
  2.3 影晌综采工作面及采空区瓦斯涌出的开采技术因素  24-26
  2.4 瓦斯涌出与运移机理  26-30
    2.4.1 瓦斯涌出与瓦斯运移  26-27
    2.4.2 瓦斯涌出运移与矿井通风参数的关系  27-30
  2.5 本章小结  30-32
3 高瓦斯矿井综采工作面瓦斯运移规律研究  32-41
  3.1 瓦斯运移的基本形式分析  32-34
    3.1.1 正常通风条件下瓦斯在井巷空气中扩散形式  32-33
    3.1.2 正常通风条件下主风流瓦斯运移过程分析  33-34
  3.2 高瓦斯矿井综采工作面瓦斯分布测定  34-36
    3.2.1 分段测定法原理  34-35
    3.2.2 分段测定法测定步骤  35-36
  3.3 高瓦斯矿井综采工作面瓦斯分布规律分析  36-39
    3.3.1 测定点的布置  36
    3.3.2 瓦斯浓度分布规律  36-39
    3.3.3 采面瓦斯涌出的不均衡性  39
  3.4 本章小结  39-41
4 高瓦斯矿井综采工作面采空区瓦斯运移规律研究  41-55
  4.1 采空区瓦斯涌出  41-46
    4.1.1 采空区瓦斯来源分析  41-42
    4.1.2 采空区漏风  42-43
    4.1.3 采空区瓦斯涌出量计算  43-45
    4.1.4 采空区瓦斯涌出有效长度的测定  45-46
  4.2 采空区瓦斯浓度分布规律  46-50
    4.2.1 采空区瓦斯浓度分布测定方法  46-47
    4.2.2 采空区瓦斯浓度测定结果与分析  47-50
  4.3 高瓦斯矿井综采工作面上隅角瓦斯运移规律  50-54
    4.3.1 上隅角瓦斯浓度测定  50-51
    4.3.2 上隅角瓦斯运移过程及积聚分析  51-53
    4.3.3 上隅角瓦斯的来源、超限原因及防范措施  53-54
  4.4 本章小结  54-55
5 高瓦斯矿井综采工作面瓦斯运移规律的应用  55-62
  5.1 阿刀亥煤矿1209 工作面  55-56
  5.2 瓦斯治理情况  56-60
  5.3 瓦斯治理效果  60-61
  5.4 结语  61-62
6 结论与展望  62-65
  6.1 结论  62-64
  6.2 展望  64-65
参考文献  65-69
在学研究成果  69-70
致谢  70

高瓦斯矿井综采工作面瓦斯运移规律研究

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