豫西构造软煤穿层水力冲孔消突效果研究

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1、全日制硕士学位论文豫西构造软煤穿层水力冲孔消突效果研究申请人姓名：殷庆超指导教师：王恩营学位类别：工学硕士专业名称：地质资源与地质工程研究方向：瓦斯地质与煤层气勘探开发河南理工大学资源环境学院二o一五年六月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：豫西构造软煤穿层水力冲孔消突效果研究，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发

2、的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号：P618密级：公开UDC：520单位代码：10460豫西构造软煤穿层水力冲孔消突效

3、果研究ResearchoftheEffectsonOutburstEliminationoftheHydraulicFlushingincrossingboreholeoftectoniccoalinYuxi申请人姓名殷庆超学位类别工学硕士地质资源与地质瓦斯地质与煤层气专业名称研究方向工程勘探导师王恩营职称教授/博导提交日期2015-04答辩日期2015-06河南理工大学致谢白驹过隙，眨眼之间硕士研究生生活即将结束。回首往昔，思绪万千。寒窗苦读二十余载，付出的汗水，而今终得收获。本论文是在我的导师王恩营教授的悉心指导下完成的。王老师从论文的选题、开

4、题、数据分析和处理的各个环节都给予我详尽的指导，提出了中肯的建议，告诫我应注意的细节，并在论文成文后细心修改，指出问题所在。在攻读硕士研究生期间，王老师不仅在学习上对我悉心指导，在生活上对我亦无微不至的关怀，我都牢记于心。王老师严谨的治学态度，一丝不苟的工作精神、精益求精的工作作风给我深深的启迪和感染，在今后的学习工作中我会以此鞭策我自己，不断完善自己。特此感谢！感谢资环学院的领导及授课教师，正是您们，我才能学到更多的专业知识，为以后的工作打下了坚实的基础。感谢403工作室朝夕相处的兄弟，他们勤奋、睿智、豁达、友好和宽容，学习之余，我们经常在一起谈

5、人生、话理想，我们互帮互助，亲如手足，祝愿他们在学业上百尺竿头，更进一步。感谢我的家人，正是您们在我身后默默无闻的奉献、毫无怨言的支持，让我的求学之路更加顺畅，你们的爱将陪伴我一生，感谢您们！感谢在百忙之中评审我硕士学位论文的各位专家和学者。摘要针对豫西矿区全层构造煤，煤质松软且透气性差，瓦斯抽采率极低，而矿区内普遍无保护层开采条件等问题，采用区域地质瓦斯条件分析、有限元数值模拟、各矿井实地考察方法对豫西矿区穿层水力冲孔的消突效果进行研究。从充分卸压，消除卸压空白带，对豫西矿区水力冲孔技术参数进行了优化。运用瓦斯流量法和压降法考察豫西矿区水力冲孔的

6、有效影响半径大小，得出其有效范围介于6.0m~10.0m。通过现场试验考察水力冲孔前后瓦斯流量大小变化、瓦斯浓度变化、瓦斯压力变化、煤层透气性以及煤层残存瓦斯含量等瓦斯基础参数，评价其卸压效果的好坏。论文基于水力冲孔消突的基本原理之上，采用2RocsciencePhase有限元数值模拟软件，对影响水力冲孔效果的各种因素作了模拟分析得出：在一定范围内，水力冲孔的有效影响半径是随着钻孔的孔径增大而增大的；水力冲孔的卸压范围随着煤体的抗压强度的增加成负相关；随着煤层埋深的增大，水力冲孔的卸压范围也随之增大；水力冲孔倾角区间在90°之内，卸压范围随着倾角的

7、增大而减小。随后对布孔距离取不同值时，考察其应力分布情况并结合屈服区的分布大小作验证。最终可得水力冲孔在豫西矿区具有较好的卸压增透效果，同时在类似瓦斯地质条件的矿区也具有良好的推广应用价值。关键词：煤与瓦斯突出；穿层钻孔；水力冲孔；数值模拟IAbstractAccordingtotheminingareafullthicknessoftectoniccoal,softcoal,lowpermeability,highgascontent,gaspressureetc.Especiallyindeepwithoutprotectivelayermin

8、ingoflowpermeabilityoutburstdangerofcoalseammining,tunnelings