单一突出煤层沿空掘进卸压消突影响范围研究

摘要

鹤壁矿区主采二1煤层。随着开采规模增大，开采深度逐年增加，开采期间煤岩动力灾害危险性日益严重，需要面对的安全形势相对严峻。特别是实施煤巷掘进的过程中，间或出现的瓦斯动力现象，不仅会对煤巷掘进工作的速度带来影响，而且还将使得采掘接替难以顺利进行，严重时出现生产脱节。因此，研究煤巷沿空掘进卸压消突措施及其影响范围，实现突出煤层煤巷快速掘进意义重大。 前人研究表明，工作面采空区变形卸压带范围内的煤层突出危险性显著降低。如果能够研究确定工作面采空区卸压带范围，采用卸压瓦斯抽采技术，将煤巷布置在卸压带内，就可以解决相当比例的煤巷掘进防突问题。 基于上述目的，本文主要采用理论分析、数值模拟和现场实测考察方法开展研究。首先，在充分考虑到二1煤层各区段彼此开采影响的情况下，理清临近区段卸压带区域的煤厚情况、矿井地段的地质条件以及开采的高度等要素详情，由理论层面上探究区段开采期间临近区段相应的卸压带范围；然后，按照鹤煤六矿在实施二1煤层的开采期间呈现的瓦斯地质情况以及技术条件等相关信息，建立得到数值模拟模型，由量化层面探究当开采情况存在差异的时候，区段开采带给邻区段卸压带影响情况。并且在掘进过程中测试了卸压范围内煤层瓦斯含量、压力等参数，明确煤层的突出危险性程度。最后，经由全面完整的考察，确定鹤煤六矿二1煤层在实施沿空掘进期间其卸压作用能够覆盖的保护范围。 相关研究结果显示，经由数值模拟情况明确采空区的卸压防突考察范围对应是8~9m；参照瓦斯含量Q测定情况明确卸压带的防突考察范围对应是7~8m；按照突出危险性测定情况（钻孔瓦斯涌出初速度q、钻屑瓦斯解吸指标Δh2）明确其考察范围不能超出9m。最后综合考察分析，明确采空区的卸压防突考察范围是7m。 本文研究结果能够提高鹤壁矿区进行煤巷掘进工作的速度，缓解采掘接替紧张矛盾关系，对实现鹤壁矿区安全高效高产具有重要理论和现实意义。

目录

声明

致谢

1绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1煤与瓦斯突出机理研究现状

1.2.2矿山压力研究现状

1.2.3瓦斯突出预测与防治研究现状

1.2.4卸压带影响范围防突效果研究现状

1.3存在的主要问题

1.4 主要内容及技术路线

2矿井及试验区概况

2.1矿井概况

2.2试验区域基本概况

2.2.1 2123掘进工作面基本概况

2.2.2 2141工作面基本概况

2.2.3 2146工作面基本概况

2.3本章小结

3卸压带影响范围防突效果数值模拟及分析

3.1卸压带影响范围防突效果理论分析

3.1.1采空区周围矿山压力及其显现

3.1.2卸压带影响范围瓦斯排放防突效果理论分析

3.2卸压带影响范围防突效果数值模拟创建

3.2.1模拟软件选取

3.2.2建立计算模型

3.2.3数值模拟分析内容

3.3数值模拟结果分析

3.4本章小结

4沿空卸压带煤层瓦斯含量与压力分布规律

4.1沿空卸压带煤层瓦斯含量考察

4.1.1 2123上顺槽沿空掘进卸压带瓦斯含量考察

4.1.2 2123上顺槽沿空掘进卸压带瓦斯压力考察

4.1.3 2141上顺槽沿空掘进卸压带瓦斯含量考察

4.1.4 2141上顺槽沿空掘进卸压带瓦斯压力考察

4.1.5 2146边界巷沿空掘进卸压带瓦斯含量考察

4.1.6 2146边界巷沿空掘进卸压带瓦斯压力考察

4.2本章小结

5沿空卸压带掘进工作面突出危险性预测考察

5.1 鹤煤六矿2123上顺槽突出预测参数测定

5.2 鹤煤六矿2123上顺槽卸压带范围考察效果分析

5.3本章小结

6沿空掘进煤层卸压带影响范围防突效果考察

6.1考察原则

6.2沿空掘进煤层条带突出危险性考察

6.2.1依据数值模拟结果确定考察范围

6.2.2依据瓦斯含量测定结果确定考察范围

6.2.3 依据突出危险性测定结果确定考察范围

6.3 沿空掘进煤层卸压带防突效果综合考察

6.4本章小结

7 全文结论及展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

作者简历

学位论文原创性声明

学位论文数据集