平煤十二矿本煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术实验研究

全日制硕士专业学位论文平煤十二矿本煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术试验研究申请人姓名：何要泉指导教师：孙玉宁教授、魏思祥高工学位类别：工程硕士专业名称：矿业工程研究方向：瓦斯抽采河南理工大学能源科学与工程学院河南理工大学能源科学与工程学院河南理工大学能源科学与工程学院河南理工大学能源科学与工程学院二二二二○○○○一二年四月一二年四月一二年四月一二年四月河南理工大学河南理工大学河南理工大学河南理工大学学位论文原创性声明学位论文原创性声明学位论文原创性声明学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：平煤十二矿本煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术试验研究，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名::::年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月中图分类号：TD712TD712TD712TD712密级：公开UDCUDCUDCUDC：622622622622单位代码：10460104601046010460平煤十二矿本煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术试验研究TheSealingTechnologyExperimentalStudyofCoalSeamGasDrainageBoreholesinTheTwelfthMineofPingdingshanCoalGroupCompany,LtdInclined申请人姓名何要泉学位类别工程硕士专业名称矿业工程研究方向瓦斯抽采导师孙玉宁职称教授魏思祥高级工程师提交日期2012201220122012年4444月答辩日期2012201220122012年6666月河南理工大学致谢时光如梭，岁月如流，两年的研究生生活在不知不觉中结束，在论文提交之际，我要真诚的感谢我的导师孙玉宁教授！感谢孙老师在两年的研究生学习期间对我学业的全力指导和生活的无私关怀。论文从选题到定稿都倾注着孙老师的大量心血。孙老师严谨的治学态度和忘我的科研精神令我由衷的钦佩，这些将成为我一生取之不尽、用之不竭的精神财富！感谢勾攀峰院长、翟新献教授、苏承东高工、宋维斌老师以及采矿教研室所有曾经指导、帮助我的老师们！感谢张国平高工在机械设计、操作及维修方面对我的指导和帮助！感谢封运生师傅在工业性试验过程中对我实践方面的指导和帮助！感谢王永龙博士、王振锋博士、韩宝灯师兄、尚志远师兄以及2011级师弟对我的帮助！感谢我的父母多年来对我学业和生活的鼎力支持和无微不至的关怀。在工业性试验过程中，得到了平煤集团十二矿魏思祥总工程师、防突副总刘庆军、防突科刘先风科长、马春啸副科长、防突队孙国强队长、张伟技术员等领导的全力支持和配合，在此一致表达我诚挚的谢意！在论文撰写过程中，参考了大量的文献资料，他们的研究对我的论文写作有很好的指导和启发，在此向所有作者表示感谢！感谢各位专家在百忙之中认真审阅我的论文！何要泉2012年4月I摘摘摘摘要要要要瓦斯灾害严重威胁矿井安全生产，本煤层瓦斯抽采是瓦斯治理的重要手段。封孔技术是瓦斯抽采的重要技术环节，封孔技术决定抽采浓度、抽采效果和瓦斯利用等。本文针对平煤十二矿瓦斯抽采封孔技术，做了以下研究：第一，结合钻孔周围应力场和塑性区的变化，分析聚氨酯封孔方法和囊袋式注浆封孔法的效果差异；第二，针对不同的封孔方法，应用理论分析和数值模拟，对钻孔周围的位移、塑性区的分布特征进行了分析；第三，参与研究了囊袋式封孔技术；第四，利用钻屑法确定了平煤十二矿己15—17200机巷钻孔的合理封孔深度；第五，对囊袋式封孔法和现行封孔法进行工业性试验对比，统计数据表明囊袋式注浆封孔法具有良好的封孔效果，是提高本煤层抽采效果的有效方法。关键词：瓦斯抽采钻孔；囊袋式注浆封孔法；主动支护；数值模拟；合理封孔深度；IIIAAAAbstractbstractbstractbstractGasdisastertakesseriousthreatstosafetyproductioninmine.Thegasdrainageincoalseamisanimportantmeansofgascontrol.Sealingtechnologyisanimportanttechniqueforgasdrainageanditdecidesdrainagedensity,drainageeffect,gasutilizationandsoon.TothesealingtechnologiesoftheTwelfthMineofPingdingshanCoalGroupCompany,LtdInclined,thisarticlehasmadethefollowingresearchs:Firstly,analyzedthedifferencesofthepolyurethanesealingmethodandthecapsularbaggroutingsealingmethodonthebasesofchangesaroundthestressfieldandplasticzoneofdrilling;Secondly,fordifferentsealingmethods,analyzedonthedisplacementarounddrillingandthedistributioncharacteristicsoftheplasticzonebytheoreticalanalysisandnumericalsimulation;Thirdly,takingpartintheresearchofcapsularbaggroutingsealingtechnology;Fourth,exploitingdrillingmethod,determiningreasonablesealingdepthoftheTwelfthMineofPingdingshanCoalGroupCompany,LtdInclined;Fifth,comparedwiththecurrentsealingmethodinindustrialtest,thestatisticsshowthatthecapsularbaggroutingsealingmethodhasagoodsealingeffect,andit’saneffectivewaytoimprovethedrainageeffectofthecoalseam.KeywordKeywordKeywordKeyword：Gasdrainagedrilling;Capsularbaggroutingsealingmethod;Activesupport;Numericalsimulation;Reasonablesealingdepth;V目目目目录录录录摘要............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................IIII目录........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................VVVV1111绪论............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................11111.1问题的提出................................................................................................................11.2相关领域国内外技术现状、发展趋势.....................................................................41.2.1国外瓦斯抽采封孔技术现状.........................................................................................41.2.2国内瓦斯抽采封孔技术现状与评述.........................................