近距离煤层群瓦斯抽采技术优选及抽采模式研究

摘要

近距离煤层群开采过程中覆岩裂隙演化非常复杂，给瓦斯治理带来了一些问题。论文分析了近距离煤层群首采保护层和叠加开采保护层条件下的覆岩破坏规律和瓦斯运移特征，对瓦斯抽采技术筛选，提出了瓦斯抽采模式，并在月亮田煤矿1318116工作面和金佳煤矿111811工作面进行了实践。主要研究内容及研究结果如下：
　　分析了近距离煤层群在首采保护层和叠加开采保护层两种情况下上覆煤岩体和下伏煤岩体的破坏规律及卸压区分布情况，探讨了瓦斯运移通道和瓦斯在煤岩体中的运移方式，分析了煤层开采对煤岩体渗透率的影响。
　　提出了瓦斯抽采技术可用性评价的概念，构建了由有效性、经济性、安全性、适应性四方面指标组成的瓦斯抽采技术可用性评价指标体系，采用层次分析法确定了评价指标权重，采用模糊数学理论建立了瓦斯抽采技术可用性评价模型。在收集近距离煤层群常用瓦斯抽采技术的基础上，通过瓦斯抽采技术可用性评价优选了12种效果较好的瓦斯抽采方法，并分析了各种抽采方法的适应性。
　　分析了近距离煤层群瓦斯运移与储集特征，针对首采保护层和叠加开采保护层两种条件分别建立了采动裂隙及瓦斯富集区工程模型，并提出了三位全程瓦斯抽采模式。
　　针对月亮田煤矿1318116工作面开采的瓦斯治理问题，提出了顺层钻孔抽采瓦斯、顶板下向钻孔抽采瓦斯、回风巷上向穿层钻孔抽采瓦斯、回风巷高位钻孔抽采瓦斯及回风巷埋管抽采瓦斯联合抽采瓦斯方案，结果表明：回风巷无瓦斯超限现象，瓦斯抽采率为69.0％~82.8%；针对金佳煤矿111811工作面开采的瓦斯治理问题，提出了顺层钻孔抽采瓦斯、底板巷上向穿层钻孔抽采瓦斯、回风巷高位钻场长钻孔抽采瓦斯、底抽巷抽采瓦斯和回风巷埋管抽采瓦斯联合抽采方案，回风巷无瓦斯超限现象，瓦斯抽采率为70.33%~89.22%，瓦斯治理效果良好。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2研究现状

1.3研究内容

1.4研究方法及技术路线

第二章 近距离煤层群开采覆岩破坏及其对瓦斯运移的影响

2.1近距离煤层群开采覆岩破坏及卸压区分布

2.2近距离煤层群开采瓦斯运移通道分析

2.3近距离煤层群开采对瓦斯运移的影响

2.4本章小结

第三章 近距离煤层群瓦斯抽采技术优选及适用性分析

3.1近距离煤层群瓦斯抽采技术概述

3.2近距离煤层群瓦斯抽采技术可用性评价

3.3近距离煤层群瓦斯抽采技术适应性分析

3.4本章小结

第四章 近距离煤层群瓦斯抽采模式研究

4.1近距离煤层群瓦斯储集分析

4.2近距离煤层群首采层采动裂隙及瓦斯富集区的工程模型

4.3近距离煤层群叠加开采采动裂隙及瓦斯富集区的工程模型

4.4近距离煤层群瓦斯抽采模式

4.5本章小结

第五章 近距离煤层群开采瓦斯抽采工程实践

5.1首采下保护层瓦斯抽采实践

5.2近距离煤层群下保护层叠加开采瓦斯抽采工程实践

5.3本章小结

第六章 结论与展望

6.1主要结论

6.2主要创新点

6.3研究展望

参考文献

致谢

附录A：攻读硕士学位期间发表的论文及参与项目

附录B：专家评分表