煤巷掘進(jìn)水力化增透消突技術(shù)研究.pdf

1、在煤巷掘進(jìn)過(guò)程中的瓦斯治理一直是礦山安全工作的重點(diǎn)難點(diǎn)，尤其是對(duì)于特殊地質(zhì)條件煤層群中布置的煤巷掘進(jìn)面，瓦斯事故隱患多，影響因素復(fù)雜。在柿花田煤礦11071工作面風(fēng)巷掘進(jìn)頭頻繁發(fā)生放炮引起的瓦斯超限，也發(fā)生多次煤與瓦斯突出事故，受瓦斯威脅煤巷掘進(jìn)速度緩慢，每月僅進(jìn)尺40米左右。因此，研究應(yīng)用適用于本地區(qū)的煤巷增透消突措施，并高效地對(duì)瓦斯進(jìn)行抽采具有現(xiàn)實(shí)意義，也為同類條件下的瓦斯防治工作提供借鑒和參考。
　　本文首先實(shí)測(cè)得到試驗(yàn)區(qū)域

2、煤層瓦斯基本參數(shù)，更為全面準(zhǔn)確地掌握了瓦斯的賦存規(guī)律，通過(guò)分析常規(guī)超前預(yù)抽瓦斯的局限性，提出使用水力化煤層增透消突措施進(jìn)行針對(duì)性治理。然后分別從理論上分析了煤層注水和高壓水射流割縫對(duì)煤層消突的機(jī)理，并設(shè)計(jì)方案在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用考察，對(duì)比分析了措施的消突效果。最后用顆粒流軟件對(duì)高壓水射流造縫促進(jìn)裂隙場(chǎng)演化進(jìn)行了驗(yàn)證，模擬研究了最優(yōu)的水射流割縫鉆孔各項(xiàng)參數(shù)。本論文主要的研究成果和結(jié)論如下：
　?、佻F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的試驗(yàn)區(qū)域煤層瓦斯基本參數(shù)表明7＃

3、煤層原始瓦斯壓力、瓦斯含量高，煤層透氣性差，瓦斯抽采難度大，具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性。
　?、趶你@孔周圍應(yīng)力分布特征角度分析，常規(guī)順層長(zhǎng)鉆孔和穿層鉆孔由于煤層厚度、傾角的變化大無(wú)法保證煤孔段長(zhǎng)度，同時(shí)鉆孔施工與采掘工作沖突，并且受制于煤層極低的滲透率和“瓶頸效應(yīng)”，瓦斯預(yù)抽阻力大，效檢超標(biāo)率高。
　　③揭示了煤層注水消突的微觀機(jī)理為水的濕潤(rùn)作用改變了煤的物理力學(xué)特性，即彈性降低的同時(shí)塑性增強(qiáng)，而煤體內(nèi)應(yīng)力的重新分布就是其宏觀表

4、現(xiàn)。通過(guò)考察煤層注水在試驗(yàn)地點(diǎn)的應(yīng)用及其消突效果，指出煤層注水防治瓦斯的關(guān)鍵在于使高壓水在煤層中均勻滲流并濕潤(rùn)煤體。
　?、軓脑黾油咚褂砍鲎杂擅?、促進(jìn)裂隙的產(chǎn)生和擴(kuò)展以及卸壓區(qū)的形成等方面研究了高壓水射流割縫增加煤層滲透率的機(jī)理。根據(jù)水力割縫在試驗(yàn)地點(diǎn)的應(yīng)用及對(duì)割縫后抽采瓦斯各項(xiàng)指標(biāo)的對(duì)比分析，指出其相對(duì)于常規(guī)超前預(yù)抽及煤層注水防治瓦斯的優(yōu)勢(shì)，確定為本區(qū)域有效的瓦斯防治技術(shù)。
　?、菔褂?PFC2D軟件模擬高壓水射流割縫裂隙