寺河矿高瓦斯抽放与突出综合防治技术试验研究
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摘要
运用理论分析、数值模拟、实验室试验和现场试验,研究了寺河矿主采3#煤层的瓦斯地质赋存及瓦斯涌出、抽放和煤与瓦斯突出等问题,建立了适合寺河矿实际生产情况的高瓦斯治理技术体系。研究了不同围压煤岩中瓦斯渗透特征,分析寺河矿回采和掘进面的瓦斯涌出规律,建立了采掘面瓦斯涌出预测模型,获得了矿区地质构造特征对瓦斯赋存与分布影响及采掘面的瓦斯涌出规律;根据现场实验结果,对寺河矿的瓦斯抽放钻孔参数进行优化,得到了适合寺河矿的区域和局部瓦斯抽放和突出防治技术参数;研究了多切缝管深孔预裂松动爆破技术防治高瓦斯突出煤层作用机理,运用FLAC3D软件分析了工作面推进过程中煤层应力变化,获得了采动工作面应力场分布特征,提出了适合掘进面突出危险性日常预测方法和局部防突措施。
Making full use of methods such as theoretical analysis, numerical simulation, laboratory test and field test, this paper studies the problems such as geological occurrence of gas, gas emission, gas drainage, coal and gas outburst etc. of 3# coal seam in Sihe Mine, to explore a high gas treatment technologies model in Sihe Mine. This paper analyzes in detail the feature of geological structure and gas geology regularity of Jincheng mining area, and studies gas permeability in coal under different confining pressures, then after analyzing and summarizing gas emission law of coal face and heading face in Sihe Mine, builds forecast model for gas emission in workface. Based on the field test results, the author simulates gas drainage effect under different drilling parameters, optimizes drilling drainage parameters and acquires technology parameters of area and local gas drainage and outburst preventing. In addition, the mechanism of multiply split tube and deep hole loosen Pre-splitting Blasting used to prevent and control the high gas outburst coal seam is studied. FLAC3D software is used to analyze the changes of the coal seam stress for the advance of working face to get the features of stress distribution field of working face and submit some ordinary forecast method and measurement used in driving face and prevent local outburst measurement.
引文
[1]缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报,2009,26(3):1-14.
    [2]钱鸣高,缪协兴,许家林.资源与环境协调(绿色)开采[J].煤炭学报,2007,32(1):1-7.
    [3]许家林,钱鸣高.绿色开采的理念与技术框架[J].科技导报,2007,25(7):61-65.
    [4]钱鸣高.绿色开采的概念与技术体系[J].煤炭科技,2003(4):1-3.
    [5]钱鸣高,缪协兴,许家林,等.论科学采矿[J].采矿与安全工程学报,2008,2(1):1-10.
    [6]程远平,付建华,俞启香,等.中国煤矿瓦斯抽采技术的发展[J].采矿与安全工程学报,2009,26(3):127-139.
    [7]张群,冯三利,杨锡禄.试论我国煤层气的基本储层特点及开发策略[J].煤炭学报,2001,26(3):230-235.
    [8]叶建平.中国煤层气资源[M].中国矿业大学出版社,1998.
    [9]孙茂远,黄盛初.煤层气开发与利用手册[M].北京:煤炭工业出版社,1998.
    [10]苏现波,陈江峰,孙俊民,等.煤层气地质学与勘探开发[M1.科学出版社,2001.
    [11]张彦平,何湘清,金建新,等.国外煤层甲烷气开发技术译文集[M].北京,石油工业出版社,1996.
    [12]张铁岗.矿井瓦斯综合治理技术[M].北京:煤炭工业出版社,2001.
    [13]王晓亮.煤层瓦斯流动理论模拟研究[D].太原理工大学,2003.
    [14]P.G.Sevenster.Diffusion of Gases through Coal[J].FUEL,1959,38(4):403-418.
    [15]S.P.Nandi and P.L.Walker.JR.Activated.Diffusion of Methane in Coal[J].FUEL,1970,49(3):309-322.
    [16]Edward D.Thimons and Fred N.Kissell.Diffusion of Methane through Coal[J].FUEL,1973,52(10):274-280.
    [17]周世宁,孙辑正.煤层瓦斯流动理论及其应用[J].煤炭学报,1965,2(1):24-37.
    [18]杨其奎,王佑安.煤屑瓦斯扩散理论及其应用[J].煤炭学报,1986,11(3):34-39.
    [19]杨宏伟.瓦斯抽放工艺集成化技术研究[D].辽宁工程技术大学,2007.
    [20]Carol J.Bibler,James S.Marshall,Raymond C.Pilcher. Status of worldwide coal mine methane emissions and use[J].International Journal of Coal Geology 1998,35:283-310.
    [21]Michael L.Ogilvie.Gas drainage in Australian underground coal mines[J].Mining Engineering,1995, 47(1):50-52.
    [22]K.Ohga,K.Higuchi.The practice of drainage in Japan[A].Jan M.Mutmansky:Proceedings of the 3rd MINE VENTILATION SYMPOSIUM,Colorado:Society of Mining engineers,1987.261-270.
    [23]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版社,1992.
    [24]于不凡.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册(修订版)[M].北京:煤炭工业出版社,2005.
    [25]于不凡.国外煤和瓦斯突出研究综述[A].国外煤和瓦斯突出资料汇编[C].重庆:科学技术文献出版社重庆分社,1978.
    [26]于不凡.谈谈煤和瓦斯突出的机理[J].煤炭科学技术,1979,7(2):23-27.
    [27]R,D.Lama,J.Bodziony.Management of outburst in underground coal mines[J].International Journal of Coal Geology 1998,35:83-115.
    [28]杨思敬,杨福蓉,高照祥.煤的孔隙系统和突出煤的孔隙特征[A].第二届国际采矿科学技术讨论会论文集[C].徐州:中国矿业大学出版社,1991.
    [29]俞善炳.恒稳推进的煤与瓦斯突出[J].力学学报,1988,20(2):97-105.
    [30]俞善炳.煤与瓦斯突出的一维流动模型和启动判据[J].力学学报,1992,24(4):418-431.
    [31]张广洋,谭学术,鲜学福,等.煤层瓦斯运移的数学模型[J].重庆大学学报,1994,4.
    [32]许江,鲜学福,杜云贵,等.含瓦斯煤的力学特性的实验分析[J].重庆大学学报,1993,16(5):26-32.
    [33]丁晓良,丁雁生,俞善炳.煤在瓦斯-维渗流作用下的初次破坏[J].力学学报,1990,22(2):54-162.
    [34]蒋承林,俞启香.煤与瓦斯突出的球壳失稳机理及防治技术[M].徐州:中国矿业大学出版社,1998.
    [35]文光才,周俊,刘胜.对突出做功的瓦斯总能的研究[J].矿业安全与环保,2002,29(1):1-3.
    [36]文光才.煤与瓦斯突出能量的研究[J].矿业安全与环保,2003,30(6):1-3.
    [37]王佑安.煤和瓦斯突出理论的若干问题[A].四川煤矿第二届煤和瓦斯突出学术讨论会资料汇编,1978.
    [38]吕绍林,何继善.关键层-应力墙瓦斯突出机理[J].重庆大学学报,1999,22(6):8-84.
    [39]徐涛,唐春安,宋力,等.含瓦斯煤岩破裂过程流固耦合数值模拟[J].岩石力学与工程学报,2005,24(10):1667-1673.
    [40]杨天鸿,唐春安,徐涛,等.岩石破裂过程的渗流特性[M].北京:科学出版社,2004.
    [41]章梦涛,徐曾和,潘一山.冲击地压与突出的统一失稳理论[J].煤炭学报,1991,16(4):48-53.
    [42]缪协兴,刘卫群,陈占清.采动岩体渗流理论[M].北京:科学出版社,2004.
    [43]梁冰.煤和瓦斯突出固流耦合失稳理论[M].北京:地质出版社,2000.
    [44]梁冰,章梦涛,王泳嘉.煤层瓦斯渗流与煤体变形的耦合数学模型及数值解法[J].岩石力学与工程学,1996,15(2):135-142.
    [45]王凯,俞启香.煤与瓦斯突出的非线性特征及预测模型[M].徐州:中国矿业大学出版社,2005.
    [46]吴兵,吴有增.常村煤矿工作面卸压区瓦斯抽放实践[J].煤炭工程,2007,(12):52-54.
    [47]裴昌合,屈先朝.大直径水平长钻孔瓦斯抽放技术在千秋煤矿的应用[J].煤炭科学技术,2007,35(2):13-15.
    [48]孙荣军,魏刚.顶板近水平长钻孔替代闭式高抽巷进行瓦斯抽放的试验研究[J].煤田地质与勘探,2005,33(5):19-21.
    [49]姚尚文.改进抽放方法提高瓦斯抽放效果[J]煤炭学报,2006,31(6):721-726.
    [50]方前程,王兆丰.高瓦斯厚煤层综放工作面采空区瓦斯抽放的研究[J].煤炭工程,2007,(9):77-79.
    [51]毕德纯,张树江.长壁工作面瓦斯抽放规律影响因素分析[J].煤矿安全,2007,(11):13-15.
    [52]刘泽功,戴广龙.顶板巷道抽放瓦斯试验与效果分析[J].煤矿安全,2001,(12):13-15.
    [53]方前程,王兆丰.高瓦斯厚煤层综放工作面采空区瓦斯抽放的研究[J].煤炭工程,2007,(9):77-79.
    [54]张景飞,郭德勇.高位钻孔瓦斯抽放技术应用的研究[J].煤矿安全,2004,35(7):5-7.
    [55]刘健.低透气煤层深孔预裂爆破增透技术研究及应用[D].安徽理工大学,2008.
    [56]尹根成,张英华.水压爆破造缝提高煤层瓦斯抽放率技术[J].煤炭工程,2006,(12):73-74.
    [57]刘磊.浅孔中压水力割缝与交叉钻孔抽放瓦斯综合防突技术[J].煤炭工程,2007,(5):52-54.
    [58]屈先朝.长壁工作面瓦斯抽放规律影响因素分析[J].煤炭科学技术,2007,35(10):103-105.
    [59]张建国,林伯泉.工作面卸压区浅孔瓦斯抽放技术研究[J].采矿与安全工程学报,2006,23(4):432-436.
    [60]樊少武,杨晓红.屯兰煤矿瓦斯抽放技术实践[J].煤矿安全,2005,36(4):9-10.
    [61]姚尚文,刘泽功.高瓦斯掘进工作面抽放技术[J].煤炭科学技术.2005,33(5):1-4.
    [62]余永强,杨小林.控制爆破致裂提高矿井瓦斯抽放率试验研究[J].煤炭学报,2007,32(4):377-381.
    [63]何晓东,李守国.应用深孔控制预裂爆破技术提高煤层瓦斯抽放率[J].煤矿安全,2005,36(12):18-21.
    [64]龚敏,刘万波.提高煤矿瓦斯抽放效果的控制爆破技术[J].北京科技大学学报,2006,28(3):223-226.
    [65]白军全.谈谈松动爆破在防治煤与瓦斯突出中的应用[J].煤炭工程.2006(04).
    [66]于会军,郭银武.高强度立体式瓦斯综合抽放技术实践[J].煤炭科学技术,2006,34(12):41-43.
    [67]张国华,侯凤才.预留瓦斯抽放钻场中钻场间距及布孔参数的确定[J].煤炭学报,2008,33(9):992-996.
    [68]卫修君.突出危险工作面应力降低区浅孔瓦斯抽放技术[J]煤炭科学技术,2006,34(1):56-58.
    [69]周世宁,林柏泉.煤层瓦斯赋存与流动理论[M].北京:煤炭工业出版社,1999.
    [70]孙茂远,黄盛初.煤层气开发与利用手册[M].北京:煤炭工业出版社,1998.
    [71]张福旺.深部回采工作面防突防冲击地压综合技术[J].煤炭科学技术.2009(05).
    [72]赵发军,刘明举,魏建平.优化防突措施和巷道布置防突减灾的探讨[J].煤矿安全.2007(09).
    [73]阳邦联,幸大平.石门快速揭煤技术的研究[J].矿业安全与环保.2007(S1).
    [74]刘磊.浅孔中压水力割缝与交叉钻孔抽放瓦斯综合防突技术[J].煤炭工程.2007(05).
    [75]马飞.井筒穿过突出煤层防止煤与瓦斯突出的方法[J].煤炭科学技术.2006(06).
    [76]陈寿峰.高地应力岩巷爆破卸压机理及其复合支护试验研究[D].中国矿业大学(北京),2001.
    [77]杨永琦,杨仁树.等定向断裂控制爆破机制与生产试验[J].爆破,1995,12(1):40-43.
    [78]Yang Ren-shu, Jiang Lin-lin,Guo Dong-ming.Numerical Simulation of Orepass Choking-up Treatment Adopting Blasting Method[J].2009,18(2):166-170.
    [79]Yang Renshu,Zhuang Jinzhao,Wang Wei.Application of Directional Broken Control Blasting in Cutting[J]. Journal of China University of Mining & Technology,2002,10(2):112-115.
    [80]Song Junsheng,Yang Renshu.Theory Analysis and Experiment Study on the Fracture Propagation Under Blasting Load[J]. Journal of Coal Science & Engineering,1998,4(2):64-67.
    [81]肖同社,杨仁树.节理岩体爆生裂纹扩展动态焦散线模型实验研究[J].爆炸与冲击,2007,27(3):159-164.
    [82]李清,杨仁树.爆炸载荷及其裂纹扩展的应力强度因子及其断裂行为[J].煤炭学报,2002,27(3):290-293.
    [83]李清,杨仁树.爆炸荷载作用下动态裂纹扩展试验研究[J].岩石力学与工程学报,2005,24(16):2912-1916
    [84]郭东明,杨仁树,周晓欢,等.综采工作面采用聚能管预裂爆破提块研究[J].中国矿业,2006,15(3):38-43.
    [85]Shao Bilin,Lu Xiangdong. Discussion about the uses of the deep chutein Heigou Mine[J]. Journal of Xi'an University of Architecture&Technology,2002,34 (4):383-389.
    [86]郭德勇,裴海波,宋建成,等.煤层深孔聚能爆破致裂增透机理研究[J].煤炭学报.2008,33(12):1381-1385.
    [87]郭德勇,宋文健,李中州,等.煤层深孔聚能爆破致裂增透工艺研究[J].煤炭学报.2009,34(8):1086-1389.
    [88]徐金平.松动爆破技术在综采面防治瓦斯上的运用[J].煤,2006,15(5):10-13.
    [89]Pal Roy,P., Sawmliana,C.,Bhagat,N.K.etal.Induced caving by blasting:Innovative experiments in blasting gallery panels of underground coal mines of India[J].Transactions of the Institution of Mining and Metallurgy,SectionA:Mining Technology,2003,11(1):57-63.
    [90]陈鹏,郭金栋,李忠辉,等.高瓦斯低透气性煤层石门揭煤卸压爆破试验[J].煤炭科学技术.2009(06).
    [91]蔡峰,刘泽功,林柏泉.高瓦斯煤层深孔预裂爆破增透数值模拟试验[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版).2009(04).
    [92]蔡峰,刘泽功,张朝举,等.高瓦斯低透气性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟[J].煤炭学报.2007(05).
    [93]戴广龙,宋贤生.高瓦斯低透性煤层深孔松动爆破卸压增透影响参数的数值模拟[J].建井技术.2003(06).
    [94]蓝成仁,陈志彬.煤矿深孔爆破钻孔装药技术应用[J].煤炭工程.2009(08).
    [95]郭德勇,宋文健,李中州,等.煤层深孔聚能爆破致裂增透工艺研究[J].煤炭学报.2009(08).
    [96]刘健,刘泽功,石必明.低透气性突出煤层巷道快速掘进的试验研究[J].煤炭学报.2007(08).
    [97]余永强,杨小林,梁为民,等.控制爆破致裂提高矿井瓦斯抽放率试验研究[J].煤炭学报.2007(04).
    [98]隆清明.煤的吸附作用对瓦斯渗透特性的影响[D].煤炭科学研究总院,2009.
    [99]焦作矿业学院瓦斯地质研究室.瓦斯地质概论[M].北京:煤炭工业出版社,1990.
    [100]中华人民共和国煤炭工业部.岩石真密度测定方法[S].煤炭科学研究院北京开采研究所,1987.
    [101]中华人民共和国煤炭工业部.岩石视密度测定方法[S].煤炭科学研究院北京开采研究所,1987.
    [102]中华人民共和国煤炭工业部.岩石含水率测定方法[S].煤炭科学研究院北京开采研究所,1987.
    [103]中华人民共和国煤炭工业部.煤和岩石单向抗压强度及软化系数测定方法[S].煤炭科学研究院北京开采研究所,1987.
    [104]中华人民共和国煤炭工业部.煤和岩石单向抗拉强度测定方法[S].煤炭科研研究院北京开采研究所,1987.
    [105]中华人民共和国煤炭工业部.煤和岩石变形参数测定方法[S].煤炭科学研究院北京开采研究所,1987.
    [106]中华人民共和国煤炭工业部.煤层冲击倾向性分类及指数的测定方法[S].煤炭科学研究总院北京开采研究所,2000.
    [107]刘波,韩彦辉(美).FLAC原理、实例与应用指南[M].北京:人民交通出版社,2005.
    [108]陈育民,徐鼎平.FLAC/FLAC3D基础与工程实例[M].北京:中国水利水电出版社,2009.
    [109]天地科技股份有限公司.寺河矿现场地质力学测试及应力场分析研究报告[R].,2007.
    [110]山西煤田地质综合普查队.山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河矿井建井地质报告[R].晋中:山西煤田地质综合普查队,2001.
    [111]中华人民共和国煤炭工业部.防治煤与瓦斯突出规定[S].北京,2009.
    [112]国家安全生产监督管理局,国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[S].北京,2009.

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