矿采空区顶板冒落及瓦斯涌出规律和瓦斯治理研究报告

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1、矿采空区顶板冒落及瓦斯涌出规律和瓦斯治理研究报告目录1前言11.1研究现状及意义11.1.1国内外研究现状11.1.2研究的意义11.2工作面地质及生产技术条件21.2.1煤层赋存条件21.2.2顶底板岩性及煤层厚度情况21.2.3工作面生产技术条件21.3研究内容及技术路线21.3.1主要研究内容21.3.2研究目标21.3.3研究与实验方法32三煤瓦斯赋存规律和涌出规律研究52.1矿井地质概况52.1.1地层52.1.2构造62.1.3岩浆岩72.1.4煤层72.2煤层瓦斯压力测定及瓦斯压力梯度102.2.1煤层瓦斯压力测定技术102.2.3煤瓦斯压力测定112.

2、33煤瓦斯参数及突出参数测定122.3.1瓦斯含量测定122.3.2瓦斯放散初速度DP测定142.3.3煤的坚固系数测定152.3.4钻屑瓦斯解吸指标152.3.5钻屑量指标152.3.6煤与瓦斯突出危险性分析162.4瓦斯涌出规律及涌出量预测172.4.13煤瓦斯涌出情况统计172.4.23煤深部瓦斯涌出量预测182.4.33煤高瓦斯区域分析212.5小结213采空区顶板冒落规律相似模拟实验研究223.1模拟实验方案223.1.1模拟工作面条件223.1.2相似条件确定223.1.3模型的铺设223.1.4实验方法223.2岩层控制的关键层理论简介253.2.1岩层

3、控制关键层理论的提出253.2.2关键层的定义和特征253.2.3**矿煤层覆岩中的关键层分析263.3工作面初采期间顶板冒落规律263.3.1直接顶的初次垮落263.3.2老顶的初次垮落273.4工作面正常推采期间顶板冒落规律283.4.1关键层1破断前283.4.2关键层1破断后313.4.3关键层2破断后343.5小结374采空区顶板冒落的关键层理论分析394.1煤层顶板覆岩采动裂隙分布特征394.1.1煤层顶板覆岩采动裂隙分布394.1.2“O”形圈的形成过程394.2裂隙带高度的确定404.2.1关键层理论404.2.2关键层上的载荷414.2.3关键层、岩

4、层组合及离层确定424.2.4顶板岩层破断岩层裂隙434.2.5经验公式434.2.6综合分析444.3小结465工作面覆岩冒落规律的实测研究475.1工作面覆岩破坏与矿压规律观测方案475.1.1观测目的475.1.2观测内容与方法475.1.3观测时段495.2.4观测仪器495.2工作面顶板冒落规律505.3工作面的顶板压力分布规律535.3.1工作面沿推进方向压力分布535.3.2工作面沿面长方向压力分布535.4支柱的承载特征分析545.4.1工作面支柱支护阻力分布频率545.4.2工作面支柱的增阻特性565.5支柱工作阻力与补撑力相关性分析575.6采动影

5、响下回采巷道围岩变形与支护阻力变化规律595.6.1回采巷道围岩变形605.6.2回采巷道支护阻力变化规律615.7小结636顶板高位钻孔瓦斯抽放工艺设计646.1抽放方法及其技术原理646.1.1抽放方法选择646.1.2高位钻孔瓦斯抽放技术原理646.2抽放工艺参数设计646.2.1钻场设计646.2.2钻孔的开孔位置及标号656.2.3顶板钻孔层位的确定656.2.4钻场之间的压茬关系666.2.5顶板抽放钻孔在倾向方向上控制的范围696.3钻场钻孔具体布置参数706.4抽放系统716.4.1抽放管路716.4.2抽放及钻孔施工设备716.4.3瓦斯流量测定方法

6、716.5小结737瓦斯抽放效果分析747.1第一～第四钻场瓦斯抽放数据统计747.1.1第一钻场瓦斯抽放数据统计及分析747.1.2第二钻场瓦斯抽放数据统计及分析757.1.3第三钻场瓦斯抽放数据统计及分析767.1.4第四钻场瓦斯抽放数据统计及分析777.1.5第一～第四钻场瓦斯抽放数据汇总787.2瓦斯抽放情况分析807.2.1瓦斯抽放情况随工作面推进的变化807.2.2钻孔终孔法距对瓦斯抽放情况的影响827.2.3钻孔终孔平距对抽放瓦斯情况的影响837.2.4抽放纯瓦斯流量与抽放负压的关系847.3高位钻孔瓦斯抽放率统计847.4回采期间上隅角及回风巷瓦斯浓度

7、情况857.5小结868结论88岱河矿采空区顶板冒落及瓦斯涌出规律和瓦斯治理研究报告1前言1.1研究现状及意义1.1.1国内外研究现状瓦斯灾害及顶板事故是煤矿重要安全问题。瓦斯超限引起的瓦斯爆炸不仅造成大量人员伤亡，而且还会严重摧毁井巷设施。瓦斯超限的原因主要是煤层瓦斯含量高，瓦斯涌出量大。此外采空区顶板冒落时，采空区瓦斯会加快涌出，造成短时间瓦斯超限。治理瓦斯最有效的措施是进行瓦斯抽放。瓦斯抽放的技术很多，如底板穿层钻孔抽放瓦斯技术、沿煤层钻孔抽放瓦斯技术、高位瓦斯抽放巷道抽放技术、高位钻孔瓦斯抽放技术和埋管抽放采空区瓦斯技术。其中高位钻孔瓦斯抽放