高瓦斯易自燃煤层工作面瓦斯治理技术研究及其应用

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1、分类号：学校代码：UDC：密级：硕士学位论文高瓦斯易自燃煤层工作面瓦斯治理技术研究及其应用ResearchandApplicationofHighgasandcombustiblegascontroltechnologyforcoalface研究生：孙福龙导师：王建国研究员王魁军研究员学科专业：安全技术及工程研究方向：矿井瓦斯灾害防治培养单位：煤科总院沈阳研究院煤炭科学研究总院2014年4月煤炭科学研究总院硕士学位论文摘要#论文在深入现场调查研究的基础上，以山西吕梁中阳付家焉煤业10煤层试验工作面瓦斯治理为依托，运用地质力学、流体力学等学科理论和方法，针对我国煤炭

2、工业急需解决的自燃煤层综放工作面瓦斯治理难题，从通风与抽采瓦斯两个方面系统地探讨了高瓦斯易自燃煤层工作面瓦斯治理技术措施，并证实了U+I型工作面通风方式配合顶板走向高抽巷治理高瓦斯易自燃煤层工作面瓦斯取得良好的效果。论文在对试验工作面瓦斯治理问题进行系统地评价研究后，利用UDEC软件基于岩体力学理论分析确定了工作面采空区“垂直三带”发育特征，据此得定高抽巷的合适布置层位，同时基于流体力学理论运用COMSOL软件进行计算模拟，根据数值模拟结果优化预抽煤层瓦斯钻孔的相关参数，确定了钻孔有效抽采半径、孔口负压及钻孔直径等工艺参数。通过对试验工作面瓦斯治理效果进行验证，根

3、据统计分析抽采流量、浓度、抽采率等参数的结论，认为优化后的工作面瓦斯治理措施实用可靠，为付家焉煤业以及山西吕梁地区矿井瓦斯治理工作提供了科学依据和理论指导。关键词：U+I+G；自燃煤层；参数优化；效果考察；通风系统I煤炭科学研究总院硕士学位论文AbstractInthispaper,basedonthethoroughinvestigationandstudyforsite,relyingonthegascontroloftestingworkingfaceinNo.10coalseamofShan’xiFujia-yanCoalMine,thetechnolog

4、icaldifficultproblemofgascontrolthatwasurgenttoberesolvedforChinaCoalIndustrywasstudiedforthefullymechanizedcavingfacewithspontaneouscombustioncoalseambyapplyingthetheoryofgeomechanics,fluiddynamics,andsoon.Thetechnologyandmeasurementofgascontrolinworkingfaceweresystematicallyresearch

5、edforthecoalseamwithhighgascontentandeasyspontaneouscombustionfromtworespectsofventilationandgasdrainage.TheresultsverifiedthatithadagoodeffecttocontroltheworkingfacewithhighgasandeasyspontaneouscombustionbyapplyingtheU+Itypeofworkingfaceventilationmodelandcombiningwiththehigh-levelga

6、sdrainageroadwayalongtheroofstrike.Inthispaper,afterthesystematicalevaluationfortheeffectofgascontrolintestingworkingface,thedevelopmentcharacteristicof“verticalthree-zone”ingoafofworkingfacewasdeterminedbyapplyingthesoftwareUDECandbasedontheanalysisofrockmechanics,andthereasonablearr

7、angementlocationwasalsoconfirmedaccordingly.Atthesametime,basedonthetheoryoffluiddynamicsandnumericalsimulationwithsoftwareCOMSOL,therelatedparametersofpre-pumpingcoalseamgasdrillingholewereoptimizedaccordingtothesimulatedresults,theprocessparametersincludingtheeffectivegasdrainagerad

8、iusof