阳泉矿区瓦斯涌出量预测方法的研究

摘要

在经济迅速发展的时代，能源要求不断提高，煤矿企业的生产规模随之日益加大。必然会使煤矿行业中的安全问题变得逐年严重，尤其是矿井内瓦斯的安全影响会越来严重。例如山西省，从21世纪以来有350多人死亡于瓦斯事故，形成直接经济损失多达3亿元;我省开采煤矿全部是瓦斯矿，其中高瓦斯煤矿与瓦斯突出比例将近占到一半;可知瓦斯已经成为煤矿生产的重要治理指标，瓦斯防治的效果直接影响着煤矿生产的高效运转。而煤层瓦斯涌出量预测的准确性是瓦斯治理的前提，只有瓦斯涌出量预测准确才能计算出矿井的瓦斯涌出量及瓦斯构成情况，才能为瓦斯治理和抽放系统安装提供可靠依据;且瓦斯是环保可利用的能源，对于环境保护以及煤矿瓦斯抽采的研究、预防事故及煤矿安全生产具有重大意义。
　　首先，论文对瓦斯涌出量预测方法的现状进行了分析，且叙述了山西省沁水煤田阳泉矿区煤矿开展瓦斯涌出量预测的现状，提出了阳泉矿区含有石灰岩层的特殊地质条件的瓦斯涌出量预测的方法。
　　其次，本文以当前的分源预测方法的理论为基础，在大阳泉煤矿采掘面通过打钻孔进行瓦斯含量的现场测定工作并收集了矿井历年来石灰岩层的瓦斯涌出情况，最后在实验室通过仪器准确测出煤层的瓦斯含量，通过实测的大量基础数据以及收集矿井历年的实际瓦斯涌出规律提出了含有石灰岩层的瓦斯涌出量预测的新方法。
　　最后，以大阳泉矿区为例进行矿井瓦斯涌出量计算，把石灰岩参与到回采面瓦斯涌出量计算中，12号煤层与15号煤层误差值分别控制在3.46％和3.65％;
　　可见，现行的瓦斯涌出预测方法只考虑了煤层的瓦斯涌出量，而忽略了阳泉矿区在煤化过程中形成了多层石灰岩层，而石灰岩层中含有的大量的游离瓦斯。本论文建立了含有石灰岩层的瓦斯涌出量预测方法和理论。验证了建立在考虑石灰岩瓦斯的预测方法下的准确性和适用性，并为煤矿瓦斯治理提供精确的依据。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 课题研究现状及存在的问题

1．3 研究目的和意义

2．1 瓦斯的性质和形成

2．1．1 瓦斯的性质概述

2．1．2 瓦斯的形成过程

2．2 瓦斯在煤层中的赋存状态

2．3 煤层瓦斯垂直分带

2．4 煤层瓦斯的运移

2．4．1 瓦斯的渗滤运移

2．4．2 瓦斯的扩散运移

2．5 煤层中瓦斯卸压解吸运移规律

2．5．1 瓦斯含量的主要影响因素

2．5．2 煤层微孔隙性与瓦斯储运

2．5．3 瓦斯的解吸-扩散-渗流运移机理

2．5．4 卸压围岩层和采空区瓦斯流动状态和运移的规律

2．5．5 采动后孔隙率和渗透率的变化

2．5．6 卸压瓦斯在采动围岩裂隙中的升浮-扩散现象

3 井工煤矿瓦斯涌出量预测方法

3．1．1 矿井瓦斯来源分析

3．1．2 采煤工作面的瓦斯涌出计算

3．1．3 掘进面涌出量

3．1．4 开采采区瓦斯涌出量

3．1．5 矿并瓦斯涌出量

3．1．6 瓦斯涌出不均衡系数

3．2 矿山统计法

3．2．1 矿山统计法的适应要求

3．2．2 矿井瓦斯涌出量与煤层埋深的关系

4 阳泉矿区大阳泉矿概况及瓦斯含量实测

4．1 大阳泉矿基本概况

4．1．1 地质构造情况

4．1．2 大阳泉矿的煤层特征

4．1．3 开采情况

4．2 瓦斯含量实测

4．2．1 煤层瓦斯含量测定结果

4．2．2 煤层瓦斯含量分布规律

5 矿井瓦斯涌出量预测

5．1 影响矿井瓦斯涌出量的主要因素

5．2 瓦斯涌出量预测方法

5．3 回采面瓦斯涌出量预测

5．4 综掘面瓦斯涌出量计算

5．5 开采采区瓦斯涌出量计算

5．6 矿井瓦斯涌出量计算

5．7 计算结果分析

5．7．1 大阳泉矿近几年实际瓦斯涌出

5．7．2 预测量与实际涌出量的对比

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

硕士研究生期间发表的论文

致谢