平煤六矿丁组煤高效开采区域瓦斯治理技术研究

摘要

煤与瓦斯突出是煤矿安全开采的重要隐患之一。近年来随着开采深度的不断加深，煤层周围的地质条件也越加复杂。各项突出指标（瓦斯含量、瓦斯压力、地应力等）超标频率越来越高，煤与瓦斯突出的强度和频率也逐渐增加。在煤炭经济形势下行的大环境下，各突出矿井迫切需要一套安全、经济、高效的区域瓦斯治理模式来保障矿井的正常效益。
　　分析研究平煤六矿丁组煤层，发现丁组煤具有煤层埋深跨度大、地质构造较复杂、瓦斯压力较大、瓦斯含量相对较小、无保护层可采的特点。论文通过整理分析矿井资料和力学参数测定，利用ANSYS软件对煤层地应力及构造应力的分布进行了模拟、通过钻孔喷孔实验确定适合丁组煤层的应力指标临界值，依据《河南省十项措施》要求、《防突规定》规定和丁组煤层煤质特征，确定适合丁组煤层的瓦斯含量和瓦斯压力突出的临界值，同时参考其它临近矿井相似煤层测定的瓦斯放散初速度及钻孔钻屑量的临界值，综合上述分析结果对丁组煤层的突出危险性进行了分级。通过钻机能力评价、钻孔有效半径的确定和矿井防突能力评价，结合分级结果选择实施适用相应级别的区域防突措施，区域综合措施实施后对不同突出区域的消突效果进行评价，实现高效区域瓦斯治理的目的。最后论文研究成果在平煤六矿丁5.6-21110工作面进行了现场应用，从取得的效果来看，实现了安全、高效、经济的区域瓦斯治理，达到煤矿安全高效开采的目标。

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1绪论

1.1选题背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容

1.4技术路线

2矿井概况

2.1交通位置及隶属关系

2.2矿井含煤地层概况

2.3矿井煤与瓦斯突出等级鉴定

2.4地质构造及顶底板特性

2.5丁 5.6煤层煤质特征

2.6平煤六矿生产能力、开拓方式与通风系统

3力学参数测定及应力模拟

3.1丁组煤岩力学参数测定

3.2煤层应力模拟

3.3小结

4钻孔喷孔实验研究

4.1钻孔喷孔概述

4.2钻孔喷孔的理论分析

4.3钻孔喷孔试验

4.4侧向应变的测量及侧向压力的确定

4.5喷孔次数与压力的关系及临界压力的确定

4.6小结

5丁组煤层突出危险区域分级

5.1煤与瓦斯突出危险区域预测方法

5.2丁组煤层突出危险性分析

5.3丁组煤层突出危险性区域等级划分

5.4小结

6钻孔瓦斯抽采有效影响半径研究

6.1瓦斯抽采有效半径研究的目的

6.2煤层瓦斯流动基础理论研究

6.3瓦斯在煤层中的流动状态

6.4钻孔周围压力分布情况

6.5钻孔抽采的有效影响半径现场测定

6.6测定结果及分析

6.7小结

7区域措施选择及效果评价

7.1突出防治分级

7.2区域措施选择

7.3区域措施效果评价

7.4小结

8高效开采区域瓦斯治理技术现场应用

8.1工作面概况

8.2工作面突出危险等级划分

8.3区域防突措施设计

8.4区域措施效果评价

8.5小结

9研究结论与展望

9.1研究结论

9.2展望

参考文献

作者简历

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