论文部分内容阅读
本论文首先对瓦斯超限引发煤矿安全生产的事实进行了阐述,对国内外瓦斯抽放现状进行了综述,得出国内外瓦斯抽放效率普遍不高的结论。随后表明了课题研究的目的和意义:保德煤矿现在的瓦斯抽采率较低,而且目前保德煤矿五盘区综采工作面已经开采到深部区,工作面煤层瓦斯压力和瓦斯含量越来越高,瓦斯涌出量越来越大,为了保证煤矿的安全生产,原来的瓦斯抽采参数亟待重新设定,因而确立了该课题。在选定81505综采工作面作为试验面后,通过对巷道预抽与钻孔预抽两种方法的比较后,得出钻孔预抽工作面瓦斯的合理性;通过对顺层钻孔与穿层钻孔这两种方法抽放工作面瓦斯的比较,最后选定顺层钻孔这种方法。介绍了瓦斯在煤体中存在的状态和瓦斯流场分类,详细阐述了有关瓦斯流动方面的三大理论,为后面的瓦斯基础参数测定及瓦斯抽放方法的选择提供了理论支持。为了更加全面、仔细地了解煤层的基本特征,全面测定了试验工作面煤层瓦斯的基础参数。有了煤层瓦斯的具体参数就可以更加方便地对试验面瓦斯涌出量进行预测,而且可以使得预测数据更加真实有效。采用分源预测法预测了试验工作面的瓦斯涌出量,最终得出了回采工作面涌出以开采层为主、邻近层为辅的结论。从国家出台的相关法规和煤矿自身情况论证了进行瓦斯抽采的必要性,根据之前测定的煤层的透气性系数与其钻孔瓦斯流量衰减系数来验证了瓦斯抽采的可实现性。采用了FLUNET软件进行数值模拟,模拟了不同抽采时间、抽采负压和不同钻孔直径的条件下钻孔周围的瓦斯压力变化,得出如下结论:钻孔的抽采负压对抽采半径的影响不大;抽采时间和钻孔孔径极大地影响着煤层钻孔的瓦斯抽采率。该结论为之后的瓦斯抽放参数的设计提供了更加明确的范围或参数选择方向,以保证抽采参数选择的准确性。通过该模拟结果,借助这些结论结合有关瓦斯抽放参数设计的理论,对抽放钻孔的具体抽放参数进行了设计。再次采用FLUENT软件模拟了参数优化后的抽放效果和从瓦斯抽采率方面验证此次设计的合理性和有效性。