论文部分内容阅读
在煤矿瓦斯抽放方法中,顺层倾向长钻孔不仅可以提高钻孔的抽放量和抽放效率,而且降低了抽放成本,是抽放技术的发展方向,但顺煤层长钻孔施工困难,目前还不能很好的利用其来解决煤矿瓦斯问题,所以解决顺层倾向长钻孔的施工问题成为急需解决的重大技术难题。本论文通过分析我国瓦斯抽放和长钻孔发展现状,得出传统的瓦斯抽放方法主要以经验为主,钻孔深度和钻孔间距没有合理的依据,孔深和间距或大或小,造成空白带和重复交叉,抽放率低,成本高,抽放效果不好,同时制约了安全生产。论文结合五虎山煤矿1201工作面实际条件,首先提出了适合五虎山煤矿1201工作面的钻孔布置方法为顺层倾向钻孔布置,同时以煤层瓦斯赋存状态、煤的瓦斯含量、瓦斯在煤中的扩散运动和渗透运动为基础,利用井下瓦斯解吸法分析确定1201工作面煤层瓦斯含量,并建立了百米钻孔瓦斯涌出方程,根据测定的瓦斯涌出量计算出瓦斯衰减系数。其次通过1201工作面瓦斯涌出量的预测,说明了瓦斯抽放的必要性和可行性,同时根据分析计算确定了适合1201工作面回风顺槽钻孔抽放时间、钻孔直径、钻孔倾角和抽放负压,为合理布置钻孔,提高抽放率奠定了基础。本论文利用极限平衡理论建立极限平衡方程研究回风顺槽煤壁卸压带宽度,确定了合理的钻孔深度;结合现场数据利用相对瓦斯压力法来确定抽放钻孔的瓦斯抽放半径,从而对1201工作面回风顺槽钻孔间距进行了优化,抽放率从17%提高到33%。并且采用ANSYS有限元软件对五虎山煤矿1201工作面回风顺槽瓦斯抽放进行了数值模拟,验证了分析计算的结果。通过优化矿井瓦斯抽放参数、提高煤层的瓦斯抽放率来降低煤层的瓦斯含量、瓦斯压力,从而将瓦斯事故率降到最低限度,保证矿井的安全生产,对指导矿井瓦斯抽放工作具有重大的现实意义。