长沟峪煤矿煤层注水技术及试验研究

摘要

本文主要研究是为了解决长沟峪煤矿工作面粉尘浓度大,深部开采应力集中等问题而采取的煤层长孔注水技术。本文研究的核心内容如下:(1)总结了煤层注水机理以及煤层注水的4种方法及其选择条件,着重阐述了煤层长孔注水技术工艺。(2)采用理论分析和实验室实验的方法研究了煤层注水降尘、防治冲击地压的机理。(3)利用COMSOL数值模拟软件模拟不同注水压力下煤层湿润渗透规律,为进行现场注水试验研究提供了依据。(4)根据注水试验工作面煤层的地质情况,设计出煤层长孔注水方案,并应用于长沟峪矿试验煤层。(5)依据现场实测数据,分析了注水前后粉尘浓度及工作面前方支撑压力的变化,得出了在长沟峪煤矿应用煤层长孔注水技术能够取得非常好的防尘和卸压的效果。证明了长孔煤层注水技术是一项行之有效的防治矿井灾害的综合技术措施。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 问题的提出

1.2 本文研究的目的和意义

1.2.1 煤层注水防尘的目的与意义

1.2.2 煤层注水防治冲击地压的目的与意义

1.3 煤层注水国内外研究现状

1.3.1 煤层注水国外研究现状

1.3.2 煤层注水国内研究现状

1.4 本文研究的主要内容及技术路线

1.4.1 本文研究的主要内容

1.4.2 本文的技术路线

2 煤层注水理论

2.1 煤层注水机理

2.1.1 煤层注水基本原理

2.1.2 煤层注水过程中水在煤层中运移的规律

2.2 注水降尘机理研究

2.3 注水防治冲击地压机理研究

2.4 煤层注水方法及选择

2.4.1 煤层注水方法

2.4.2 煤层注水方法的选择

2.5 煤层长孔注水技术与工艺

2.6 本章小结

3 煤层注水可注性分析及注水实验研究

3.1 煤层注水可注性实验研究

3.1.1 判定方法

3.1.2 可注性实验研究

3.1.3 实验结论

3.2 注水影响煤岩力学性质的实验研究

3.3 本章小结

4 长沟峪煤矿煤层长孔注水湿润范围数值模拟研究

4.1 有限单元方法与COMSOL Multiphysics 系统

4.1.1 有限单元方法

4.1.2 COMSOL Multiphysics 系统

4.2 煤层注水数值模型建立

4.2.1 模型的建立

4.2.2 模拟参数选取

4.2.3 边界条件及载荷条件确定

4.2.4 模拟方案的确定

4.3 模拟结果及分析

5 长沟峪矿煤层注水方案设计

5.1 长沟峪煤矿概况

5.1.1 长沟峪煤矿简介

5.1.2 长沟峪煤矿地质概况

5.2 注水试验工作面概况

5.3 注水系统及工艺参数

5.3.1 注水设备

5.3.2 注水方法及步骤

5.3.3 注水参数设计

5.4 注水的实际效果研究

5.4.1 煤层注水降尘效果

5.4.2 煤层注水卸压效果

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

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