论文题目：超前与滞后工作面大直径钻孔联合治理上隅角瓦斯技术
摘要：瓦斯灾害是我国煤矿灾害的主要形式之一,上隅角作为工作面与采空区交汇点,流经工作面的风流在进回风巷压差的作用下,易形成涡流区域,从而聚集大量的瓦斯,造成上隅角瓦斯超限,引发一系列瓦斯灾害,严重制约整个矿井的安全生产。因此,针对上隅角瓦斯超限问题,需要采取安全有效的治理措施,为煤矿高效生产提供安全保障。本文对现有上隅角治理措施进行总结,并分析其优缺点,同时,针对长平煤业5308工作面现状,在大直径钻孔桥接采空区抽采瓦斯方法的基础上,提出使用超前与滞后工作面大直径钻孔联合抽采技术治理上隅角瓦斯超限。主要采用理论分析、数值模拟和现场试验的研究方法,对超前与滞后工作面大直径钻孔联合抽采技术的工艺参数进行研究。利用FLUENT软件建立了工作面及采空区三维数值模型,并总结采空区孔隙率及阻力系数模型,将UDF作为程序接口,动态加载到数值模型中,建立更符合现场实际的数值模型。通过数值计算研究在采用大直径钻孔联合抽采技术时,负压风筒直径、抽采负压、钻孔直径、钻孔间距及多因素交互作用对上隅角瓦斯治理效果的影响。结果表明负压风筒直径、钻孔直径、抽采负压均与上隅角瓦斯浓度呈负相关,钻孔间距与上隅角瓦斯浓度呈负相关。进一步拟合上隅角瓦斯浓度与多因素之间的函数关系式,负压风筒直径、钻孔直径、抽采负压均同时增加,而钻孔间距减小,会导致上隅角瓦斯浓度非线性下降。对比相同工艺参数的条件下,超前工作面大直径钻孔抽采技术、滞后工作面大直径钻孔抽采技术和大直径钻孔联合抽采技术对上隅角瓦斯超限的治理效果,与未采取治理措施相比,三种技术分别使上隅角瓦斯浓度降低了28.0%、22.4%和67.6%,表明大直径钻孔联合抽采技术的优越性。利用拟合关系式给出超前与滞后工作面大直径钻孔联合技术在长平煤业5308工作面的最优参数:负压风筒直径为450mm,钻孔直径为350mm,钻孔间距为30m,抽采负压为1500Pa。制定大直径钻孔联合抽采方案,通过现场试验验证超前与滞后工作面大直径钻孔联合抽采技术能够实现上隅角瓦斯超限的有效治理。相对于联络巷埋管工艺能够实现多个钻孔同时施工,节省大量人力物力;相对于滞后工作面大直径钻孔抽采技术能够减少大直径钻孔的数量,降低施工成本,具有广阔的应用前景。该论文有图49幅,表13个,参考文献71篇。
关键词：上隅角;大直径钻孔;联合治理;数值模拟;瓦斯抽采
学科专业：矿业工程（专业学位）
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究方法、内容及技术路线
2 长平煤业5308工作面超前与滞后联合抽采瓦斯技术
2.1 长平煤业5308工作面上隅角瓦斯治理现状
2.2 超前与滞后工作面大直径钻孔联合抽采上隅角瓦斯技术
2.3 本章小结
3 大直径钻孔联合抽采上隅角瓦斯技术参数优化研究
3.1 工作面及采空区数值建模
3.2 超前工作面大直径钻孔工艺参数研究
3.3 滞后工作面大直径钻孔工艺参数研究
3.4 超前与滞后工作面大直径钻孔联合抽采工艺参数研究
3.5 本章小结
4 超前与滞后工作面大直径钻孔联合抽采技术现场应用
4.1 大直径钻孔试验方案
4.2 试验效果分析
4.3 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者简历