發(fā)布時間：2020-09-21 12:59

　　 瓦斯事故是煤礦安全生產(chǎn)中最常見、造成損失最大的事故之一。瓦斯預(yù)抽是針對煤礦瓦斯事故采取有效防治手段之一。陜西建新煤礦礦井煤層瓦斯涌出量大、煤巖滲透性差,瓦斯抽采難度較大,制定合理的預(yù)抽方案可以有效提高瓦斯預(yù)抽效果。煤層的有效抽采半徑則是制定預(yù)抽方案的重要參數(shù)。有效抽采半徑的大小和許多因素有關(guān),如煤層的透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)、抽采負壓和鉆孔孔徑等等。所以,如何準確地測定煤層瓦斯有效抽采半徑對預(yù)抽方案地制定具有巨大價值,對確保煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。本文以建新煤礦4-2煤層4207工作面為研究對象,在理論分析煤層瓦斯運移規(guī)律的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了鉆孔附近瓦斯流動模型;然后依據(jù)煤層實驗室測得的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù),利用FLUENT模擬軟件,數(shù)值模擬計算了鉆孔周圍瓦斯壓力的分布規(guī)律,獲得了鉆孔孔徑、抽采負壓以及煤層透氣性系數(shù)對有效抽采半徑的影響;再采用現(xiàn)場實測的方法對4-2煤層的有效抽采半徑進行了測定,最后針對該礦的煤層開采情況提出了瓦斯抽采鉆孔優(yōu)化布孔方案。通過研究得出以下結(jié)論:隨著抽采時間的延長,有效抽采半徑在不斷增大,但增大速率會降低,并且有效抽采半徑存在極值;有效抽采半徑與鉆孔孔徑和煤層透氣性存在正相關(guān)關(guān)系,而抽采負壓的改變并不能引起有效抽采半徑的顯著變化。通過百米鉆孔抽采瓦斯純量與自然衰減系數(shù)的關(guān)系式預(yù)測抽采達標(biāo)所需時間,對基于殘余瓦斯含量測煤層有效抽采半徑的方法進行了改進,建立了有效抽采半徑與抽采時間的關(guān)系式,測得4-2煤層4207工作面94mm孔徑鉆孔與133mm孔徑鉆孔的有效抽采半徑,為建新煤礦4-2煤層4207工作面瓦斯抽采方案設(shè)計提供了依據(jù)。依據(jù)現(xiàn)場試驗所測得的有效抽采半徑,采用FLUENT模擬軟件對合理鉆孔間距進行了數(shù)值模擬研究,并分析了不同布孔方式對抽采效果的影響,提出了4207工作面合理的布孔方案。
【學(xué)位單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD712.6
【部分圖文】：

過去憑借經(jīng)驗盲目制定抽采方法、決策抽采時間等問題，制定出抽采與開采工作接替的標(biāo)準。該模式已在國內(nèi)許多礦井的實際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用并取得了良好的經(jīng)濟效應(yīng)。依據(jù)抽放煤層瓦斯工作地的不同，將國內(nèi)現(xiàn)有的瓦斯抽放方法分類，如圖1.1[32]：圖 1.1 不同抽放瓦斯方法分類煤層瓦斯抽采技術(shù)的探索在國內(nèi)外幾代學(xué)者的不懈努力下取得了豐碩的成果。在具體的抽采實踐中，不同礦井的工況條件對抽采技術(shù)有著不同的需求。在系統(tǒng)學(xué)習(xí)前人抽采經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，需要依據(jù)這些具體要求制定富有針對性的抽采方案。

技術(shù)路線圖

流體在通過像煤這種多孔介質(zhì)時，其流達西定律的線性滲流，到不服從達西定律的非化往往沒有明顯的分界線。由于成煤過程的條勻，故而煤層氣在煤層內(nèi)運移通道變化非常大為服從達西定律。類型采負壓的作用下，瓦斯壓力分布形成明顯的高流，具有一定的流速。瓦斯發(fā)生滲流運動的范根據(jù)流動場的不同流向空間可以將滲流場分為同流動時間則可以將滲流場分為穩(wěn)定流場和非向分類在流場內(nèi)，煤層瓦斯沿單一方向流動，流線相層中設(shè)立平巷，巷道高比層厚更大，巷道兩邊 所示。

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本文編號：2823511