姚家山千米千萬噸礦井煤與瓦斯突出預測及防治技術研究.pdf

1、近年來，隨著國內(nèi)煤炭產(chǎn)量的不斷增加，淺部易采的煤炭資源越來越少，礦井的開采深度不斷增加是一個必然趨勢。我國煤礦由淺部開采逐漸轉(zhuǎn)入深部開采過程中，高瓦斯礦井數(shù)量和煤與瓦斯突出事故發(fā)生次數(shù)隨著開采深度不斷增加。根據(jù)近年來我國煤礦煤與瓦斯突出事故發(fā)生次數(shù)的大量統(tǒng)計表明，隨著采深增加，賦存于深部煤層中的瓦斯壓力普遍增高，瓦斯涌出量增大。與此同時，煤與瓦斯突出事故發(fā)生頻率、強度也呈不斷增大的趨勢。這些災害極大地影響了礦井的安全生產(chǎn)和生產(chǎn)規(guī)模，因此

2、如何安全、高效、經(jīng)濟地開采深部煤炭資源，成為我國煤炭企業(yè)必須面對的技術挑戰(zhàn)。
　　作為本課題研究對象，姚家山礦在建設過程中，逐漸發(fā)現(xiàn)原礦井規(guī)劃的生產(chǎn)規(guī)模與資源優(yōu)勢不能得到徹底發(fā)揮，投資效益不高，未能體現(xiàn)采用先進技術裝備進行高效開采的效益優(yōu)勢。當前煤炭市場進入寒冬時期，這就更要求煤礦生產(chǎn)企業(yè)在保證生產(chǎn)安全的前提下，充分利用現(xiàn)有成熟的先進開采技術和礦井災害防治技術，通過對姚家山礦礦井的設計和規(guī)劃，更加體現(xiàn)出其千萬噸礦井的生產(chǎn)規(guī)模優(yōu)勢，

3、高產(chǎn)高效設備的先進技術優(yōu)勢以及較高的人均單產(chǎn)效益優(yōu)勢。該礦井開采煤層中，4+5號煤層埋深平均為1000m，8+9號煤層埋深則超過1300m，依據(jù)淺部開采和深部開采的劃分標準，姚家山礦主采煤層均屬深部開采。在建設姚家山和將來的生產(chǎn)過程中，遇到的很多深部開采力學環(huán)境，都是工程技術人員要必需克服和解決的重大問題。姚家山礦原礦井初步設計生產(chǎn)規(guī)模由2.4Mt/a重新設計為10Mt/a，不僅礦井年產(chǎn)量增大，而且礦井經(jīng)瓦斯涌出量預測鑒定為高瓦斯礦井，

4、發(fā)生煤與瓦斯突出事故的概率增大，對工作面煤與瓦斯突出預測、防治和工作面瓦斯抽采技術方面提出了挑戰(zhàn)。
　　本論文是在姚家山礦原初步設計生產(chǎn)規(guī)模2.4Mt/a重新設計為10Mt/a下，以首采層的4+5、8+9號煤層為主要研究對象，通過對礦區(qū)地質(zhì)資料的收集分析，結合理論推導和數(shù)值模擬研究方法，對姚家山礦千萬噸深井煤與瓦斯突出預測及防治技術進行研究。
　　首先，對姚家山礦開采煤層劃分的采區(qū)進行煤與瓦斯突出的危險性進行預測，根據(jù)影響煤

5、與瓦斯突出的主要因素，建立首采工作面煤壁內(nèi)單元煤體的力學模型，研究首采1（4+5）01工作面煤與瓦斯突出發(fā)生的規(guī)律，并提出科學有效的防治措施；
　　其次，通過礦井瓦斯涌出量的預測計算，對首采工作面的瓦斯抽采方案進行設計和論證，并對首采工作面的瓦斯預抽采效果進行了評價；
　　最后，對提出的2個首采工作面通風系統(tǒng)方案進行優(yōu)化選擇，提出相對較優(yōu)的工作面通風系統(tǒng)。這對于姚家山礦的持續(xù)健康發(fā)展和創(chuàng)造良好的規(guī)模經(jīng)濟效益，具有十分重要的現(xiàn)