高河煤矿瓦斯抽采技术方法与经济效益研究

全日制硕士学位论文高河煤矿瓦斯抽采技术方法与经济效益研究AstudyofmethodsandeconomicbenefitsofgasdrainagetechnologyinGao-hecoalmine申请人姓名：赵立朋指导教师：于水军教授曹运兴教授学位类别：工学硕士专业名称：矿业工程研究方向：瓦斯地质理论与技术河南理工大学安全学院二○一三年六月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文高河煤矿瓦斯抽采技术方法与经济效益研究，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：年月日年月日中图分类号：TD712密级：公开UDC：单位代码：10460高河煤矿瓦斯抽采技术方法与经济效益研究AstudyofmethodsandeconomicbenefitsofgasdrainagetechnologyinGao-hecoalmine申请人姓名赵立朋学位类别学术型硕士专业名称矿业工程研究方向瓦斯地质理论与技术导师于水军职称教授导师曹运兴职称教授提交日期2013年4月答辩日期2013年06月河南理工大学致谢时光飞逝，转眼间研究生3年即将过去，到了收获论文成果的时期，回想起3年研究生时光，回想起3年期间的点点滴滴，不由得充满了无限感慨。攻读河南理工大学读研的3年时间是我人生最宝贵的3年。在这里我深深的感受老师无私奉献的精神品质和同学们团结友爱、互帮互助，老师们给我不给予专业知识的培养，还教会了我如何做人。在此，我谨向3年期间帮助和关心过我的老师和同学们衷心的表示感谢。首先，三年来，我尊敬的导师于水军和曹运兴对我的学习、科研和生活给予了亲切关怀和无私指导，在此向他们致以衷心的感谢和崇高的敬意！于水军才华横溢、理论扎实、为人师表、平易近人、敢为人先,他教导我要勇于实践，敢于创新，做事认真，做人踏实。曹运兴学贯中西、学识渊博、学风儒雅、为人随和，治学严谨、精益求精；他以敏锐的洞察力分析专业领域国内外最新前沿科技和发展动向，给我留下了深刻的印象，使我可以自由徜徉在科研与学术的知识海洋中，令我受益终身。三年时间里，导师们不仅为我提供开放的科研平台，也对我们在生活、思想品格、人生态度方面给予我谆谆教诲，使我在今后的人生道路上更加坚定信念，勇往直前。在此，衷心的向你们道声：于老师和曹老师，你们辛苦了！其次，我要深深的感谢张子敏老师、张玉贵老师、崔洪庆老师以及学院领导和负责研究生工作的相关老师,是他们的兢兢业业、为人师表、甘为人梯的优秀精神品质让众多学子不断攀登新的高峰；感谢任青山、于博、田林等同学的帮助，感谢高河煤矿刘部长和崔永国、崔磊等工程师人员，谢谢他们的真心帮助。每一位老师和同学的悉心关照和无私奉献让我感动，伴随着他们我经历了人生的一个重要转折时期，我永远将他们记在心中，祝他们一生平安幸福！再次，我要感谢我的父母，感谢他们在二十多年来对我默默的奉献和无微不至的关怀；感谢我的爱人王茜茜女士，是她在研究生期间对我的学习与生活给予了全心全意的支持和理解。最后，感谢曾经帮助和教导过我的所有老师。衷心地感谢为评阅本论文而付出宝贵时间与辛勤劳动的专家和教授们！I摘要随着国内外瓦斯的开发利用越来越受重视，行业内逐渐形成了地面煤层气（瓦斯）开发和井下瓦斯抽采利用两种技术，西方发达国家在瓦斯开发领域已是国际领先水平。由于瓦斯抽采开发在我国起步较晚，又缺少资金投入和技术支持，导致现阶段我国瓦斯抽采开发水平较低，尚未形成相应完整的技术方法和经济效益理论，尤其是关于井下瓦斯抽采的技术方法和经济效益的研究则更少。本文通过分析高河煤矿常规抽采和爆破抽采两种抽采技术方案，依据瓦斯抽采技术理论和工业现场试验，认真收集高河煤矿瓦斯抽采数据和抽采工程财务数据，对两种抽采技术方案进行技术方法与经济效益方面对比研究。文中主要抽采研究内容如下：1)通过对瓦斯在煤层中赋存规律的研究，总结影响瓦斯赋存的3个因素：区域地质因素、煤储层因素、采矿活动和抽采因素，并对高河煤田的区域地质规律和瓦斯赋存规律进行深入探讨。2)依据高河煤矿试验工作面的区域构造特征和瓦斯赋存规律，设计适合高河煤矿的两种瓦斯抽采技术方案，即常规瓦斯抽采技术方案和爆破抽采技术方案；对两种抽采技术方案从设计、施工以及抽采效果等方面进行研究，尤其是对孔间距、封孔深度、抽采浓度、万米抽采量、抽采率、抽采时间以及采煤效率和通风量等方面进行详细的研究。文章通过分析发现：通过提高煤层渗透率,前者相对于后者不但增加了煤层瓦斯抽采率，还大大地缩短了抽采时间，显示了爆破抽采技术的优越性。使煤矿加快了掘进和采煤效率,降低了煤与瓦斯突出的危险性，而且更好地保证了煤矿安全和生产。3)文章接下来对两种抽采方案的经济效益对比研究，建立了相应的瓦斯抽采的经济效益分析方法，该分析方法对瓦斯抽采项目不仅进行直接经济效益研究，还进行了间接经济效益研究以及不确定分析研究。通过对比分析发现：爆破抽采技术比常规抽采技术财务投入更少，财务收益更多；前者较后者国民经济效益、财务稳定性和可行性更好的，经济效益更加最大化。采用爆破抽采技术可使煤矿瓦斯抽采更加高效和安全，更好地调动矿山企业的瓦斯抽采积极性，对保障当地居民生产生活和促进社会经济发展具有重大意义。关键词：井下瓦斯抽采；常规抽采；爆破抽采；技术方法分析；经济效益分析IIIAbstractAsgasdevelopmentandutilizationattractedmoreandmoreattentionathomeandabroad,itgraduallycomesintobeingtwotechniquesofcoal-bedmethanedevelopmentonthegroundandmethanedrainageandutilizationundergroundintheindustry.Westerndevelopedcountriesingasexplorationregionhavealreadybeenleadersforallaspects.AsthereasonofgasdevelopmentbegansomewhatlaterinChina,andlackofinvestmentandtechnicalsupport,thisledtogasdevelopmentinlowerlevelsatthepresentstage,alsoithasnotformedcorrespondingcompletetechnicalmethodsandeconomicefficiencytheory,especiallyconcerningresearchongasdrainageundergroundminingaboutthisfieldaremuchless.Inthisarticle,throughanalyzingtwokindsofdrainagetechnologynamedcommongasdrainageandblastinggasdrainage,thenaccordingtotheoryofgasdrainagetechnologyandindustrialfieldtest,andcarefullygatheringdrainagesystemdatainmineandfinancialdataofdrainageproject,itmakescomparisionwithtwotechnicalmethodsandeconomicefficiencyontwokindsofgasdrainageprogramme.Maincontentandorientationofthetextareasfollows:1）Throughstudyingonoccurrenceregularityofgasincoalseams,andsummingup3factorswhichaffectgasstorage:regionalgeologicfactorsandcoalreservoirfactors,anddrainageandminingactivitiesfactors,thisarticlediscussesindepthonregionalgeologicalrulesandlawofgasoccurrenceinGao-hecoalfield.2）BasedonregionalconstructedfeaturesandlawofgasoccurrenceabouttestingcoalfaceinGao-hecoalfield,theauthordesignstwokindsofgasdrainageprogrammewhicharesuitableforGao-hecoalmine,namedascommongasdrainageandblastinggasdrainage,anddocontrastiveresearchontwospeciesofdrainagetechnologyprogrammefromaspectsofconstruction,design,effect,especiallyonthehole-spaceandsealingdepth,drainageconcentration,extractionvolume,drainagerateandtime,efficiencyofcoalminingandventilationrateandsoon.Thisarticlehasnosedoutthatbyrisingthepermeability,theformercomparedtothelatter,notonlyincreasesthedrainagerate,butalsosharplyshortensthedrainagetime,andshowsitsadvantageofblastingdrainageovercommondrainage.ItspeedsuptherateoftunnelingandcoalIVexcavation,andreducestheriskofcoalandgasoutburst,andbetterensuresthesafetyandproductionofcoalmine.3）Thearticlethenanalysescontrasivelytheeconomicefficiencyontwodrainageprogramme,engineeringfinancialfactors,andestablishcorrespondinganalyticmethodofeconomicefficiency.Thisanalyticmethodforgasdrainageproject,notonlydoresearchondirecteconomicefficiency,butalsoworkonindirectecomonicefficiencyanduncertaintyanalysis.Theanalysisrevealsthatblastingdrainagetechquecomparedtocommondrainagetechque,ca