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本文的主要研究内容是矿井瓦斯抽放管网的优化管理技术。随着综合抽采技术的成熟和应用,综采面瓦斯涌出量也越来越大,为了加大抽采力度,保证工作面安全生产,矿井瓦斯抽放管网的系统性和合理性就显得尤为重要。 本文首先系统的分析了影响瓦斯抽放管网效果的各种因素,并研究提出了提高瓦斯抽放率的途径;然后着重对单孔的抽放效果优化控制进行了研究,对穿层布孔和本煤层布孔时,钻孔周围煤体中的瓦斯流动做出了数学模拟,并以推导结果分析了提高单孔抽放效果的方法。结合实际对小屯矿的煤层瓦斯压力、煤层透气性系数进行了现场测定,为本文的进一步设计抽放方法奠定了基础;采用理论知识结合现场示数测定确定煤层瓦斯抽采半径,又通过数值模拟技术模拟钻孔进行抽采作业时在钻孔抽采的不同时间和不同负压下的抽采情况,底抽巷上向穿层钻孔的抽采效果作为辅助,为该矿的瓦斯抽放现场施工提供了指导理论依据;由此提出了现场瓦斯抽采应用技术,测试确定了最优抽采负压,以此指导了抽放瓦斯管径的计算优化使用。并以此为理论,对小屯矿进行了较为全面的瓦斯抽放管网系统的优化研究。 针对研究需要,现场测定了小屯矿的研究煤层6中煤层透气性系数值为0.326m2/(Mpa2.d)),瓦斯压力取值0.95Mpa;并对抽放参数进行优化,同时运用FLUENT软件对钻孔周围媒体中的瓦斯流动进行模拟,以此辅助确定抽采半径,进行了瓦斯抽采技术尤其是钻孔布置的优化;通过实施改进方案后,6中煤层的工作面正常掘进期间均未出现瓦斯超限现象,小屯矿的瓦斯治理取得了良好的效果。 本文的研究成果可以进一步丰富瓦斯抽放管网系统的整体性和合理性,对矿井的安全生产具有重要意义。同时对于钻场的钻孔合理布置具有一定的参考价值。