文档介绍：论文题目:急倾斜煤层综放开采瓦斯运移规律研究
专业:固体力学
硕士生:马鹏(签名)
指导教师:郭志勇(签名)
来兴平(签名)
摘要
我国是世界上煤炭资源较丰富的国家,同时也是世界上煤层瓦斯灾害问题频发的国
家。新疆乌鲁木齐矿区急倾斜煤层的探明储量占我国急倾斜煤层总量的 1/4 以上。急倾
斜煤层的赋存条件、煤层结构、应力环境等都比其它类型煤层特殊,在其综合机械化放
顶开采过程中瓦斯气体在工作面采空区的运移规律更比其它条件煤层下复杂,煤层综放
开采工作面瓦斯涌出量大,导致工作面瓦斯超限频繁,尤其是工作面上隅角,已对综放
工作面安全、高效生产构成了严重的威胁,且瓦斯不均衡分布容易发生积聚导致爆炸事
故。因此,研究煤炭开采过程中瓦斯运移规律具有重要的科学意义和经济价值。
本文以急倾斜煤层综放开采过程中瓦斯运移为研究对象,在总结前人相关研究成果
的基础上,对乌东煤矿现场开采技术条件、煤层地质特征和致灾机理等方面进行系统调
查和认识的同时,采用理论分析、物理相似模拟实验和数值模拟等科学方法及技术手段,
对急倾斜煤层综放开采条件下瓦斯运移规律进行了研究,并结合现场开采实践,对开采
技术条件进行相关改进从而保障了安全高效的开采。通过上述研究内容,得到以下结论:
1、以乌东煤矿井田+620 水平 45#煤层西翼为实例,在实验室按照 1:100 的相似比
例设计采场模型进行了物理相似模拟实验。实验表明:注水条件下瓦斯浓度明显较未注
水条件下的在整体上要高;放顶煤阶段注水条件下的瓦斯气体浓度的递增趋势和变化率
较未注水条件下瓦斯浓度更加明显;顶板冒落阶段在注水和未注水条件下的瓦斯气体浓
度从工作面上部到顶板冒落处都呈现梯度式降低变化规律。
2、结合 45#煤层西翼回采工作面实际参数,建立了相应的物理模拟并进行了数值模
拟实验。实验表明:采空区瓦斯浓度分布在采空区的走向方向上,从工作面到采空区深
处,瓦斯浓度逐渐升高;在倾斜方向上,从下隅角到上隅角,瓦斯浓度是逐渐升高的,
上隅角瓦斯浓度超标明显,需要进行抽放;在竖直方向上,从采空区的底板到采空区的
老顶范围内,其瓦斯浓度呈现增大趋势。
3、针对+620 水平西翼 45#煤层实际回采中的问题,进行了地质雷达探测技术的应
用,并对该水平面的通风系统等生产条件进行了优化设计和瓦斯抽放实践。结果表明:
经过通风系统优化和瓦斯预抽放工程的实施,+620 水平西翼 45#煤层的回采生产条件得
到有效安全保障,开采效率得到显著提高。

关键词:急倾斜煤层;综放开采;瓦斯浓度;瓦斯运移规律;相似模拟;数值模拟
研究类型:应用研究
Subject : Research on the Gas Migration Mechanism of Steep Thick Seam
in Fully Mechanized Top-coal Caving
Specialty : Solid Mechanics
Name : Ma Peng (Signature)
Instructor : Guo Zhiyong (Signature)
Lai Xingping (Signature)
ABSTRACT
There are plentiful coal resources in our country, and the problems from gas hazards also
took place frequently. The reserves of steep coal seam in Urumqi Xinjiang mining area
occupy more than a quarter of the total of China’s steep seam. The occurrence conditions,
coal seam structure and the stress environment are different from the other types of coal seam.
In the process of the fully-mechanized caving mining, the gas migration mechanism of the
working face and goaf are plicated than the other condition of coal seam. The
amount of gas gushed from the working face resulted in gas overrun freq