發(fā)布時間：2020-04-28 01:07

【摘要】：鉆孔抽采煤層瓦斯是治理煤礦瓦斯突出,利用瓦斯資源的主要措施,但是,在實際生產(chǎn)中抽采鉆孔漏氣往往導(dǎo)致抽采瓦斯效果不佳。因此,有必要研究鉆孔漏氣對抽采效果的影響。研究結(jié)論為解決瓦斯抽采質(zhì)量不高,治理煤礦瓦斯事故具有重要的意義。本文基于理論分析和數(shù)值模擬的方法建立了考慮煤巖體變形、滲透率動態(tài)變化以及煤層瓦斯-空氣耦合運移的瓦斯抽采數(shù)學(xué)控制方程;利用COMSOL數(shù)值模擬軟件模擬在考慮鉆孔漏氣條件下瓦斯抽采的物理過程,得出煤層中漏氣壓力分布規(guī)律;模擬了不同抽采時間、封孔深度、抽采負壓、封孔質(zhì)量以及巷道裂隙發(fā)育程度等影響因素條件下鉆孔抽采瓦斯過程,并分析了鉆孔漏氣范圍、漏氣量以及瓦斯抽采量、抽采濃度等變化規(guī)律。研究結(jié)果表明:(1)巷道內(nèi)空氣在抽采負壓作用下向煤層運移,巷道裂隙區(qū)內(nèi)漏氣壓力隨抽采時間逐漸升高,未擾動煤層漏氣壓力接近于0;(2)在保證封孔條件不變的情況下,鉆孔漏氣影響范圍隨抽采時間逐漸向四周延伸,鉆孔漏氣量隨抽采時間逐漸升高,瓦斯抽采量和抽采濃度隨抽采時間逐漸降低;(3)隨著封孔深度加深,抽采瓦斯純量逐漸減少,但減少幅度較小,鉆孔漏氣影響范圍也在收縮,封孔深度為10m時,鉆孔漏氣量相比封孔深度4m時降低了1/3左右,瓦斯抽采濃度提高了10%~20%左右,在工程實踐中考慮經(jīng)濟成本和實際效果確定合適的封孔深度越過巷道泄壓區(qū)即可;(4)增大抽采負壓不僅提高了瓦斯抽采量也同時增加了鉆孔漏氣量,并且在封孔深度等其他條件不變的情況下,瓦斯抽采濃度隨抽采負壓升高而降低,在工程實踐中當(dāng)鉆孔漏氣時應(yīng)適當(dāng)降低抽采負壓來改善抽采效果;(5)通過滲透率來表征裂隙發(fā)育程度和封孔質(zhì)量,研究可知隨著漏氣區(qū)滲透率的提高,鉆孔漏氣量顯著升高,瓦斯抽采濃度下降明顯,在工程實踐中應(yīng)采取壁面噴涂水泥、注漿封孔、粉體堵漏等措施來降低巷道裂隙區(qū)滲透性和提高封孔質(zhì)量,從而實現(xiàn)改善瓦斯抽采效果的目的。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

Warrant-Root煤孔隙、裂隙模型
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD712.6

【參考文獻】

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本文編號：2642868