煤巷掘進(jìn)水力化增透消突技術(shù)研究.pdf

1、在煤巷掘進(jìn)過程中的瓦斯治理一直是礦山安全工作的重點難點，尤其是對于特殊地質(zhì)條件煤層群中布置的煤巷掘進(jìn)面，瓦斯事故隱患多，影響因素復(fù)雜。在柿花田煤礦11071工作面風(fēng)巷掘進(jìn)頭頻繁發(fā)生放炮引起的瓦斯超限，也發(fā)生多次煤與瓦斯突出事故，受瓦斯威脅煤巷掘進(jìn)速度緩慢，每月僅進(jìn)尺40米左右。因此，研究應(yīng)用適用于本地區(qū)的煤巷增透消突措施，并高效地對瓦斯進(jìn)行抽采具有現(xiàn)實意義，也為同類條件下的瓦斯防治工作提供借鑒和參考。
　　本文首先實測得到試驗區(qū)域

2、煤層瓦斯基本參數(shù)，更為全面準(zhǔn)確地掌握了瓦斯的賦存規(guī)律，通過分析常規(guī)超前預(yù)抽瓦斯的局限性，提出使用水力化煤層增透消突措施進(jìn)行針對性治理。然后分別從理論上分析了煤層注水和高壓水射流割縫對煤層消突的機(jī)理，并設(shè)計方案在現(xiàn)場應(yīng)用考察，對比分析了措施的消突效果。最后用顆粒流軟件對高壓水射流造縫促進(jìn)裂隙場演化進(jìn)行了驗證，模擬研究了最優(yōu)的水射流割縫鉆孔各項參數(shù)。本論文主要的研究成果和結(jié)論如下：
　?、佻F(xiàn)場實測得到的試驗區(qū)域煤層瓦斯基本參數(shù)表明7＃

3、煤層原始瓦斯壓力、瓦斯含量高，煤層透氣性差，瓦斯抽采難度大，具有煤與瓦斯突出危險性。
　?、趶你@孔周圍應(yīng)力分布特征角度分析，常規(guī)順層長鉆孔和穿層鉆孔由于煤層厚度、傾角的變化大無法保證煤孔段長度，同時鉆孔施工與采掘工作沖突，并且受制于煤層極低的滲透率和“瓶頸效應(yīng)”，瓦斯預(yù)抽阻力大，效檢超標(biāo)率高。
　?、劢沂玖嗣簩幼⑺坏奈⒂^機(jī)理為水的濕潤作用改變了煤的物理力學(xué)特性，即彈性降低的同時塑性增強，而煤體內(nèi)應(yīng)力的重新分布就是其宏觀表

4、現(xiàn)。通過考察煤層注水在試驗地點的應(yīng)用及其消突效果，指出煤層注水防治瓦斯的關(guān)鍵在于使高壓水在煤層中均勻滲流并濕潤煤體。
　?、軓脑黾油咚褂砍鲎杂擅?、促進(jìn)裂隙的產(chǎn)生和擴(kuò)展以及卸壓區(qū)的形成等方面研究了高壓水射流割縫增加煤層滲透率的機(jī)理。根據(jù)水力割縫在試驗地點的應(yīng)用及對割縫后抽采瓦斯各項指標(biāo)的對比分析，指出其相對于常規(guī)超前預(yù)抽及煤層注水防治瓦斯的優(yōu)勢，確定為本區(qū)域有效的瓦斯防治技術(shù)。
　?、菔褂?PFC2D軟件模擬高壓水射流割縫裂隙