【摘 要】
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进入二十一世纪以来,我国的经济飞速发展,工业化快速推进,取得了许多成绩。工业生产中消耗的原料越来越多,特别是煤炭的需求持续快速增长,这就要求煤炭企业必须高效生产。而瓦斯一直是制约煤炭快速生产的因素。因此,为了避免出现瓦斯事故,在采掘过程中必须加强对瓦斯的治理,以保证煤炭开采的安全。现阶段,赵庄矿所开采的3号煤层松软、透气性较差,煤层瓦斯含量高,地质条件复杂,从而造成煤层瓦斯预抽存在很大困难。瓦斯预
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进入二十一世纪以来,我国的经济飞速发展,工业化快速推进,取得了许多成绩。工业生产中消耗的原料越来越多,特别是煤炭的需求持续快速增长,这就要求煤炭企业必须高效生产。而瓦斯一直是制约煤炭快速生产的因素。因此,为了避免出现瓦斯事故,在采掘过程中必须加强对瓦斯的治理,以保证煤炭开采的安全。现阶段,赵庄矿所开采的3号煤层松软、透气性较差,煤层瓦斯含量高,地质条件复杂,从而造成煤层瓦斯预抽存在很大困难。瓦斯预抽过程中主要存在的问题是施工难度大、钻孔成孔率较低、预抽瓦斯难、抽采浓度达不到设计要求。之前采取的本煤层钻孔预抽瓦斯的方法,无法有效解决瓦斯抽采量小、预抽时间长、衰减快以及抽采存在盲区等问题,导致煤体瓦斯的预抽效果不理想,影响矿井的正常掘进和回采,从而导致矿井采掘紧张,影响安全生产。有效抽放瓦斯是赵庄矿安全生产的关键。本文通过现场试验、理论分析等方法,对穿层钻孔直径、钻孔角度、钻孔间距、预抽时间之间的关系进行研究,来确定优化赵庄矿底抽巷层位和钻孔布置方式。主要研究成果如下:(1)研究了钻孔周围应力变化与穿层钻孔初始应力、孔径、钻孔角度的关系。钻孔直径大小与煤层卸压范围大小有关,随着钻孔直径变大,煤层卸压压力也逐渐增大,同时应力集中区向煤层深部转移;处在同样位置时,煤层强度越小卸压效果越好,钻孔周围应力集中区的应力值变化也大,而强度大的煤层恰恰相反。(2)研究了穿层钻孔倾角、孔径、抽放负压和抽采影响范围的关系。钻孔倾角的变化会影响穿层钻孔抽采瓦斯时的影响半径。经过计算,当倾角为75°、90°时,钻孔的瓦斯抽采影响半径值最小;当钻孔直径逐渐增大时,钻孔的抽采影响半径慢慢增大,但是增加幅度慢慢变小,最终变为零;钻孔的抽采影响半径与抽采负压和预抽时间的关系也具有相似的规律。(3)本文通过分析底抽巷与煤巷的相互空间位置关系,确定了二者的空间位置。为了使底抽巷区域瓦斯治理方法达到预期效果,就要对煤巷和底抽巷的空间关系进行优化。上述研究成果在底抽巷层位和钻孔布置形式及参数、提高穿层钻孔预抽煤层赋含瓦斯效果等方面具有重要的理论和现实意义。
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