本文關(guān)鍵詞：天坪隧道瓦斯快速抽放及揭煤工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)踐

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【摘要】：渝黔鐵路天坪隧道坐落于貴州省桐梓縣境內(nèi),隧道最多穿越22層煤,大多屬于薄煤層或煤線,其中3層煤對(duì)隧道施工建設(shè)有較大威脅,煤層主要屬于龍?zhí)督M煤系地層,煤層瓦斯壓力較高,同時(shí)地層中含有大量裂隙水,地質(zhì)情況復(fù)雜,對(duì)其進(jìn)行常規(guī)的瓦斯抽放措施不僅影響施工工期,并且不易達(dá)到安全揭煤要求。因此,進(jìn)行天坪隧道瓦斯快速抽放技術(shù)及揭煤工藝優(yōu)化研究具有重要的工程意義和安全意義。本文通過制定天坪隧道煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)施工技術(shù)方案,分別對(duì)天坪隧道橫洞工區(qū)揭煤區(qū)域C6、C5、C3煤層進(jìn)行了煤層和瓦斯等相關(guān)參數(shù)的測(cè)定,分別確定了煤層的破碎程度,堅(jiān)固性系數(shù),瓦斯吸附常數(shù),煤層瓦斯壓力,瓦斯含量等相關(guān)參數(shù),并最終判定天坪隧道橫洞工區(qū)揭煤區(qū)域?yàn)橥怀鑫ｋU(xiǎn)區(qū)。對(duì)天坪隧道瓦斯抽放進(jìn)行數(shù)值模擬,確定了適用于天坪隧道揭煤區(qū)域的瓦斯抽放半徑為2m,鉆孔間距4m。通過FLUENT軟件分析了鉆孔瓦斯抽放負(fù)壓對(duì)瓦斯抽放量和抽放速率的影響,得出天瓦斯抽放負(fù)壓越大,瓦斯抽放量也越大抽放速率越高,但負(fù)壓大小對(duì)瓦斯抽放半徑影響不明顯。通過對(duì)瓦斯抽放鉆孔封孔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和設(shè)計(jì),提高了隧道瓦斯抽放鉆孔上向孔和近水平孔的封孔質(zhì)量和封孔效率;采用打密集鉆孔、三層煤聯(lián)合進(jìn)行瓦斯抽放、從隧道平導(dǎo)向正洞打抽放鉆孔抽放正洞瓦斯等方法,依次解決目前常用的隧道瓦斯抽放技術(shù)存在的問題,從而大大提高了瓦斯抽放效率,降低了隧道建設(shè)成本。結(jié)合天坪隧道實(shí)際施工建設(shè)情況,借鑒技術(shù)方法更加成熟的煤礦井下揭煤工藝,并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化,從保證隧道揭煤安全性出發(fā),提出了天坪隧道橫洞工區(qū)平導(dǎo)優(yōu)先超前揭煤的工藝思路,并對(duì)平導(dǎo)和正洞揭煤整體性綜合考慮,設(shè)計(jì)了天坪隧道揭煤工藝優(yōu)化方案,從而提高了瓦斯抽放效率,使天坪隧道瓦斯抽放及揭煤總體工程比預(yù)計(jì)工期提前50天完成,實(shí)現(xiàn)了天坪隧道瓦斯快速抽放及安全揭煤的目的,為其他類似工程項(xiàng)目提供了理論和實(shí)踐參考。
【關(guān)鍵詞】：天坪隧道 瓦斯 防突 揭煤
【學(xué)位授予單位】：重慶科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 問題提出和研究意義10-11
• 1.2 瓦斯抽放技術(shù)及揭煤工藝研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 封孔技術(shù)在瓦斯抽放鉆孔方面的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 隧道瓦斯抽放工藝研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 隧道揭煤工藝研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)14-16
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容14
• 1.3.2 研究目標(biāo)與技術(shù)路線14-16
• 2 煤層瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)16-29
• 2.1 天坪隧道工程概況16-20
• 2.1.1 橫洞工區(qū)揭煤段概況16-18
• 2.1.2 天坪隧道工程地質(zhì)、水文情況18
• 2.1.3 瓦斯賦存情況18-20
• 2.2 天坪隧道揭煤區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)20-28
• 2.2.1 瓦斯區(qū)域前探鉆孔布置方案設(shè)計(jì)21-23
• 2.2.2 煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定23-25
• 2.2.3 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)25-26
• 2.2.4 放散初速度 ΔP測(cè)定26
• 2.2.5 天坪隧道橫洞工區(qū)突出危險(xiǎn)性評(píng)估預(yù)測(cè)26-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 3 瓦斯快速抽放技術(shù)研究29-45
• 3.1 天坪隧道瓦斯抽放數(shù)值模擬29-34
• 3.1.1 瓦斯抽放數(shù)值模擬FLUENT6.3 軟件簡(jiǎn)介30
• 3.1.2 天坪隧道瓦斯抽放數(shù)值模擬30-34
• 3.2 瓦斯抽放鉆孔封孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-37
• 3.3 天坪隧道瓦斯快速抽放方案優(yōu)化與設(shè)計(jì)37-44
• 3.3.1 瓦斯抽放工藝優(yōu)化37-39
• 3.3.2 天坪隧道瓦斯快速抽放方案設(shè)計(jì)39-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 4 揭煤工藝優(yōu)化研究與設(shè)計(jì)45-52
• 4.1 隧道揭煤工藝優(yōu)化45-46
• 4.1.1 傳統(tǒng)揭煤工藝存在的問題45-46
• 4.1.2 隧道揭煤工藝優(yōu)化46
• 4.2 天坪隧道揭煤工藝方案設(shè)計(jì)46-51
• 4.2.1 天坪隧道揭煤區(qū)域綜合防突措施47-48
• 4.2.2 局部防突措施48-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 5 瓦斯快速抽放及揭煤工藝優(yōu)化實(shí)踐效果52-62
• 5.1 天坪隧道瓦斯抽放效果52-59
• 5.1.1 平導(dǎo)瓦斯抽放效果52-57
• 5.1.2 正洞瓦斯抽放效果57-59
• 5.2 天坪隧道揭煤效果59-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 6 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62
• 6.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 致謝66-67
• 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論著及取得的科研成果67

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