亭南煤矿205工作面顶板高抽巷层位优选研究

摘要

随着煤矿开采强度的增加，现代化采矿设备的普遍应用以及先进采煤工艺的推广，矿井产能不断提高。伴随煤炭产量的提升和开采深度的增加，瓦斯威害程度也逐渐增大，煤矿瓦斯治理难度越来越大，矿井安全生产面临的威胁也随之加大。
　　论文在国内外对大采高工作面受采动影响上覆岩体应力分布规律及裂隙演化和瓦斯运移分布规律研究的基础上，依据煤矿开采学、矿山压力与岩层控制学、矿山岩石流体力学理论，通过数值模拟仿真以及现场效果验证做了如下研究：依据前人大量的研究结果，结合亭南煤矿205工作面煤层赋存条件和采煤工艺，利用经验公式对覆岩破坏后的“三带”高度进行计算，并根据裂隙演化和瓦斯运移规律，分析了卸压瓦斯集聚区域位于裂隙带严重断裂带与一般断裂带之间的离层区域；测得受205工作面采动影响的煤岩层岩石力学参数，利用FLAC3D软件对205工作面建立三维数学模型，采用“SS”模型进行数值计算，研究上覆岩层应力场、位移场、渗流场分布规律，确定了卸压抽采的合理层位是煤层顶板上13米至20米；实测205工作面瓦斯基础参数并对瓦斯涌出量进行预测，分析工作面瓦斯来源，针对性地制定瓦斯治理方案；利用理论计算和数值模拟的结果，对205高抽巷布置层位进行优化调整，205面回采期间高抽巷瓦斯抽采量从204高抽巷的6.41m3/min提高到8.66m3/min，减少了工作面瓦斯涌出量，消除了工作面和上隅角瓦斯超限，保障了工作面安全生产。

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1 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究内容和技术路线

1.4 本章小结

2 205工作面瓦斯赋存规律及治理技术

2.1 205工作面概述

2.2 205工作面各项基础参数及瓦斯含量测定及预测

2.3 瓦斯抽采的可行性和必要性分析

2.4 瓦斯涌出量

2.5 工作面瓦斯涌出的来源

2.6 本章小结

3 大采高工作面开采覆岩运动规律及瓦斯运移规律

3.1 大采高工作面覆岩运动规律

3.2 工作面底板煤体应力分布理论分析

3.3 卸压瓦斯运移规律研究

3.4 205工作面高抽巷层位的初步确定

3.5 本章小结

4 顶板覆岩运移规律及数值模拟研究

4.1 FLAC3D软件及原理介绍

4.2 上覆岩层模拟计算模型的建立及网格参数的设置

4.3 数值模拟结果分析

4.4 本章小结

5 205工作面高抽巷工程应用及效果评价

5.1 205工作面高抽巷工程应用

5.2 205工作面高抽巷瓦斯抽采效果评价

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附录