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高瓦斯矿井炮掘工作面瓦斯涌出规律的研究

作　者: 贺媛
导　师: 王文才
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 采矿工程
关键词: 高瓦斯矿井炮掘工作面涌出量涌出规律
分类号: TD712
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 2次
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内容摘要

随着煤矿开采深度的增加和开采煤层地质条件的复杂,掘进工作面发生的瓦斯事故所占比重在加大,严重威胁煤炭资源开采的安全生产。因此,加强掘进工作面瓦斯涌出规律研究,对于指导矿井的通风设计和采掘部署,采取有针对性的防治煤巷掘进瓦斯灾害措施,具有重要的理论意义和实用价值。本文就炮掘工作面瓦斯涌出规律问题展开研究。为了研究炮掘工作面瓦斯涌出规律,首先根据分源预测法,将炮掘工作面的瓦斯来源分为两个部分,煤壁瓦斯涌出和炮掘落煤瓦斯涌出,针对不同的瓦斯涌出源,建立瓦斯涌出量预测的数学模型。为了进一步研究炮掘工作面煤壁瓦斯涌出规律,针对阿刀亥煤矿1203炮掘工作面进行了实测与分析,根据煤层赋存的基本参数及实测数据,找到了该炮掘工作面煤壁瓦斯涌出强度随时间的变化规律;建立了煤壁瓦斯涌出量预测的数学模型。并给出了煤壁瓦斯涌出枯竭极限时间、掘进巷道煤壁最大瓦斯涌出量以及掘进巷道煤壁达到最大瓦斯涌出量时巷道长度的计算方法,并针对阿刀亥煤矿1203炮掘工作面进行了验证。为了进一步研究炮掘工作面落煤瓦斯涌出规律,针对阿刀亥煤矿1203炮掘工作面,通过在现场取样,实验测定煤层瓦斯含量及炮掘落煤残存瓦斯含量,建立了阿刀亥煤矿1203炮掘工作面落煤瓦斯涌出量预测数学模型。并给出了炮掘落煤最大瓦斯浓度的计算方法,并针对阿刀亥煤矿1203炮掘工作面进行了验证。通过对煤壁瓦斯涌出量和落煤瓦斯涌出量的数据分析,当掘进工作面较长时煤壁的瓦斯涌出量占掘进工作面瓦斯涌出总量的88%～96%,总的来说,掘进工作面的瓦斯涌出主要来自煤壁的涌出;随着炮掘工作面长度的增加,瓦斯涌出量在增加。分源预测的目的是为了对瓦斯进行分源治理,通过对研究结果的分析,提出对矿山的安全指导作用,在掘进巷道时应采取隔断式瓦斯抽放,并且要控制掘进进尺。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-17
  1.1 问题的提出  10-11
    1.1.1 我国煤矿瓦斯爆炸事故的现状  10
    1.1.2 研究背景  10-11
    1.1.3 研究意义  11
  1.2 国内外研究现状  11-16
    1.2.1 国外研究现状  11-12
    1.2.2 国内研究现状  12-16
      1.2.2.1 瓦斯涌出规律研究现状  12-13
      1.2.2.2 瓦斯涌出量预测研究现状  13-16
  1.3 研究方法  16
  1.4 研究内容  16-17
2 高瓦斯矿井炮掘工作面瓦斯涌出特征的理论分析  17-37
  2.1 瓦斯含量及瓦斯涌出量  17-27
    2.1.1 瓦斯含量  17-21
      2.1.1.1 瓦斯的赋存  17-18
      2.1.1.2 影响煤层原始瓦斯含量的因素分析  18-21
    2.1.2 瓦斯涌出量  21-27
      2.1.2.1 影响矿井瓦斯涌出量的因素分析  22-25
      2.1.2.2 影响煤巷掘进工作面瓦斯涌出因素分析  25-27
  2.2 煤层瓦斯流动的基本规律  27-32
    2.2.1 煤层瓦斯流场分类  27-30
    2.2.2 瓦斯流动基本规律  30-32
  2.3 掘进工作面瓦斯来源分析  32-33
  2.4 掘进工作面瓦斯涌出规律  33-35
    2.4.1 掘进工作面瓦斯涌出特征  33-34
    2.4.2 掘进工作面瓦斯浓度分布规律  34-35
  2.5 涌出源瓦斯涌出基本规律  35-37
    2.5.1 煤壁瓦斯涌出特征及规律  35-36
    2.5.2 落煤瓦斯涌出特征及规律  36-37
3 高瓦斯矿井炮掘工作面瓦斯涌出规律数学模型的建立  37-44
  3.1 炮掘工作面煤壁瓦斯涌出规律研究  37-38
    3.1.1 煤壁瓦斯涌出规律数学模型的建立  37
    3.1.2 掘进巷道煤壁极限瓦斯涌出量  37-38
    3.1.3 煤壁瓦斯涌出的枯竭时间及煤壁最大瓦斯涌出量  38
  3.2 炮掘落煤瓦斯涌出规律的研究  38-43
    3.2.1 炮掘落煤瓦斯涌出规律数学模型的建立  38-40
    3.2.2 炮掘落煤瓦斯涌出高峰期的最大瓦斯浓度  40-43
  3.3 炮掘工作面瓦斯涌出量预测模型  43-44
4 高瓦斯矿井炮掘工作面瓦斯涌出规律数学模型的实测验证与应用  44-57
  4.1 矿井简介  44-45
  4.2 阿刀亥煤矿1203 掘进南巷掘进工作面的掘进条件  45
  4.3 影响阿刀亥煤矿煤层瓦斯含量因素分析  45-47
  4.4 煤层瓦斯含量基本参数的测定  47-49
    4.4.1 测定步骤  47-48
    4.4.2 测定结果  48-49
  4.5 阿刀亥煤矿炮掘工作面瓦斯涌出规律的预测模型中基本参数的测定  49-52
    4.5.1 煤壁瓦斯涌出量基本参数的测定  49-51
      4.5.1.1 测定步骤  49-50
      4.5.1.2 现场实测数据及测定结果  50-51
    4.5.2 落煤瓦斯涌出量基本参数残存瓦斯含量的测定  51-52
      4.5.2.1 残存瓦斯含量的测定步骤  51-52
      4.5.2.2 残存瓦斯含量的测定结果  52
  4.6 阿刀亥矿井瓦斯涌出量的预测模型  52-54
    4.6.1 阿刀亥煤矿瓦斯涌出量的预测模型的确定  52-53
      4.6.1.1 阿刀亥煤矿煤壁瓦斯涌出量模型  52
      4.6.1.2 阿刀亥煤矿掘进落煤瓦斯涌出量模型  52-53
    4.6.2 掘进巷道煤壁极限瓦斯涌出量及涌出枯竭时间的确定  53-54
    4.6.3 炮掘落煤瓦斯涌出高峰期的最大瓦斯浓度的计算  54
  4.7 阿刀亥煤矿瓦斯涌出量预测模型验证  54-55
  4.8 研究结果对矿山安全的指导作用  55-57
结论  57-58
参考文献  58-61
在学研究成果  61-62
致谢  62

高瓦斯矿井炮掘工作面瓦斯涌出规律的研究

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