姚家山千米千萬(wàn)噸礦井煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)及防治技術(shù)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)煤炭產(chǎn)量的不斷增加，淺部易采的煤炭資源越來(lái)越少，礦井的開(kāi)采深度不斷增加是一個(gè)必然趨勢(shì)。我國(guó)煤礦由淺部開(kāi)采逐漸轉(zhuǎn)入深部開(kāi)采過(guò)程中，高瓦斯礦井?dāng)?shù)量和煤與瓦斯突出事故發(fā)生次數(shù)隨著開(kāi)采深度不斷增加。根據(jù)近年來(lái)我國(guó)煤礦煤與瓦斯突出事故發(fā)生次數(shù)的大量統(tǒng)計(jì)表明，隨著采深增加，賦存于深部煤層中的瓦斯壓力普遍增高，瓦斯涌出量增大。與此同時(shí)，煤與瓦斯突出事故發(fā)生頻率、強(qiáng)度也呈不斷增大的趨勢(shì)。這些災(zāi)害極大地影響了礦井的安全生產(chǎn)和生產(chǎn)規(guī)模，因此

2、如何安全、高效、經(jīng)濟(jì)地開(kāi)采深部煤炭資源，成為我國(guó)煤炭企業(yè)必須面對(duì)的技術(shù)挑戰(zhàn)。
　　作為本課題研究對(duì)象，姚家山礦在建設(shè)過(guò)程中，逐漸發(fā)現(xiàn)原礦井規(guī)劃的生產(chǎn)規(guī)模與資源優(yōu)勢(shì)不能得到徹底發(fā)揮，投資效益不高，未能體現(xiàn)采用先進(jìn)技術(shù)裝備進(jìn)行高效開(kāi)采的效益優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前煤炭市場(chǎng)進(jìn)入寒冬時(shí)期，這就更要求煤礦生產(chǎn)企業(yè)在保證生產(chǎn)安全的前提下，充分利用現(xiàn)有成熟的先進(jìn)開(kāi)采技術(shù)和礦井災(zāi)害防治技術(shù)，通過(guò)對(duì)姚家山礦礦井的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，更加體現(xiàn)出其千萬(wàn)噸礦井的生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)勢(shì)，

3、高產(chǎn)高效設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及較高的人均單產(chǎn)效益優(yōu)勢(shì)。該礦井開(kāi)采煤層中，4+5號(hào)煤層埋深平均為1000m，8+9號(hào)煤層埋深則超過(guò)1300m，依據(jù)淺部開(kāi)采和深部開(kāi)采的劃分標(biāo)準(zhǔn)，姚家山礦主采煤層均屬深部開(kāi)采。在建設(shè)姚家山和將來(lái)的生產(chǎn)過(guò)程中，遇到的很多深部開(kāi)采力學(xué)環(huán)境，都是工程技術(shù)人員要必需克服和解決的重大問(wèn)題。姚家山礦原礦井初步設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模由2.4Mt/a重新設(shè)計(jì)為10Mt/a，不僅礦井年產(chǎn)量增大，而且礦井經(jīng)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)鑒定為高瓦斯礦井，

4、發(fā)生煤與瓦斯突出事故的概率增大，對(duì)工作面煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)、防治和工作面瓦斯抽采技術(shù)方面提出了挑戰(zhàn)。
　　本論文是在姚家山礦原初步設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模2.4Mt/a重新設(shè)計(jì)為10Mt/a下，以首采層的4+5、8+9號(hào)煤層為主要研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)資料的收集分析，結(jié)合理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬研究方法，對(duì)姚家山礦千萬(wàn)噸深井煤與瓦斯突出預(yù)測(cè)及防治技術(shù)進(jìn)行研究。
　　首先，對(duì)姚家山礦開(kāi)采煤層劃分的采區(qū)進(jìn)行煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性進(jìn)行預(yù)測(cè)，根據(jù)影響煤

5、與瓦斯突出的主要因素，建立首采工作面煤壁內(nèi)單元煤體的力學(xué)模型，研究首采1（4+5）01工作面煤與瓦斯突出發(fā)生的規(guī)律，并提出科學(xué)有效的防治措施；
　　其次，通過(guò)礦井瓦斯涌出量的預(yù)測(cè)計(jì)算，對(duì)首采工作面的瓦斯抽采方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和論證，并對(duì)首采工作面的瓦斯預(yù)抽采效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)；
　　最后，對(duì)提出的2個(gè)首采工作面通風(fēng)系統(tǒng)方案進(jìn)行優(yōu)化選擇，提出相對(duì)較優(yōu)的工作面通風(fēng)系統(tǒng)。這對(duì)于姚家山礦的持續(xù)健康發(fā)展和創(chuàng)造良好的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，具有十分重要的現(xiàn)