【摘 要】
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宿东矿区朱仙庄煤矿为煤与瓦斯突出矿井,矿井具有煤层埋深大,瓦斯赋存含量高的特征,且井田范围内不同区域的瓦斯赋存特征存在着较大的不同,本文根据矿井具体的地质条件,采用理论分析+数值模拟+现场工程实践相结合的研究手段,进行煤与瓦斯突出矿井瓦斯治理模式及治理方案的研究,并取得了一些具有指导意义的结论。基于矿井8#和10#煤层瓦斯均具有突出危险区域和非突出危险区域的划分结果,结合瓦斯抽采方法的选择原则,制
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宿东矿区朱仙庄煤矿为煤与瓦斯突出矿井,矿井具有煤层埋深大,瓦斯赋存含量高的特征,且井田范围内不同区域的瓦斯赋存特征存在着较大的不同,本文根据矿井具体的地质条件,采用理论分析+数值模拟+现场工程实践相结合的研究手段,进行煤与瓦斯突出矿井瓦斯治理模式及治理方案的研究,并取得了一些具有指导意义的结论。基于矿井8#和10#煤层瓦斯均具有突出危险区域和非突出危险区域的划分结果,结合瓦斯抽采方法的选择原则,制定矿井瓦斯抽采的总体方案,确定瓦斯治理目标为区域消突煤层残余瓦斯含量降至4m~3/t以下,残余瓦斯压力降至0.4MPa以下;采掘工作面回风流瓦斯浓度控制在0.3%以下。通过理论分析回采工作面覆岩运动规律、采动裂隙场分布规律及保护层开采上覆岩层卸压效应掌握保护层开采覆岩的运动规律,进一步采用ABAQUS数值模拟软件进行10#煤层作为8#煤层下保护层开采可行性的模拟分析,通过分析围岩垂直应力,覆岩垂直位移及膨胀率,得出10#煤层作为8#煤层保护层开采具有可行性,通过保护层开采能够实现对8#煤层卸压瓦斯抽采的目的。基于瓦斯抽采综合方案及保护层开采可行性的分析结果,根据8#煤层突出危险区和非突出危险区的特征,设计设计8#煤层无突出危险区区域瓦斯治理方式为:顺层钻孔+高位钻孔+老塘埋管抽采;8#煤具备保护层开采区域采用卸压瓦斯预抽方式,不具备保护层开采区域采用大面积预抽区域瓦斯治理模式。10#煤层非突出危险区瓦斯抽采方式:顺层钻孔+高位钻孔+老塘埋管联合抽采方式;10#煤突出危险性的区域采取大面积预抽区域瓦斯治理方式,卸压瓦斯预抽方式:网格式密集穿层钻孔+工作面顺层钻孔+高位钻孔+老塘埋管联合抽采。根据瓦斯治理模式及治理方案,以II832工作面瓦斯抽采为工程背景,结合8#煤层突出危险区域瓦斯治理方案,设计瓦斯抽采方案为:开采保护层+网格式上向穿层钻孔+地面钻井+高位穿层拦截钻孔+小曲率梳状长钻孔+高位钻孔+老塘埋管联合抽采。根据保护层与被保护层瓦斯抽采及工作面回采期间的测试数据可知,瓦斯治理效果显著,保障了工作面的安全回采。图[39]表[4]参[80]
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