矿井瓦斯防治技术毕业论文

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目 录

第一章 国内外煤矿安全生产现状分析 ................................................................................ 3

1.1 我国煤矿安全生产现状分析 .................................................................................... 3

1.1.1 我国目前煤矿安全生产形势 ............................................................................ 4 1.1.2 我国煤矿生产存在的主要问题 ...................................................................... 4 1.2 煤矿安全生产体系建立健全的过程中所应采取的对策措施 ................................ 6 1.3、国外煤矿安全生产现状分析 .................................................................................... 7

1.3.1 美国的煤矿安全生产现状分析 ........................................................................ 7 1.3.2澳大利亚的煤矿安全现状分析 ......................................................................... 9

第二章 瓦斯赋存及流动规律 .............................................................................................. 11

2.1 瓦斯在煤层中的流动机理 ...................................................................................... 11 2.2 煤的吸附理论及煤层瓦斯含量 .............................................................................. 11

2.2.1 瓦斯赋存状态 ................................................................................................ 11 2.2.2 煤的吸附性及其影响因素分析 .................................................................... 12 2.3 煤层瓦斯流动理论研究 .......................................................................................... 13

2.3.1 线性瓦斯流动理论 ........................................................................................ 13 2.3.2 瓦斯扩散理论 ................................................................................................ 13 2.3.3 瓦斯渗透—扩散理论 .................................................................................... 16 2.3.4 非线性瓦斯流动理论 .................................................................................... 17 2.3.5 地物场效应的煤层瓦斯流动理论 ................................................................ 17 2.3.6 多煤层系统瓦斯越流理论 ............................................................................ 17 2.3.7 结论 ................................................................................................................ 17

第三章 煤矿瓦斯抽放方法以及引起事故危险因素的分析 .............................................. 19

3.1 瓦斯抽放方法的分析 .............................................................................................. 19

3.1.1 抽放瓦斯方法分类 ........................................................................................ 19 3.1.2 开采煤层的瓦斯抽放分析 ............................................................................ 19

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3.1.3 邻近层的瓦斯抽放分析 ................................................................................ 21 3.1.4 采空区的抽放 ................................................................................................ 22 3.1.5 瓦斯抽放新方法研究 .................................................................................... 22 3.2 瓦斯燃烧或爆炸的分析 .......................................................................................... 26

3.2.1 瓦斯燃烧与爆炸的感应期 ............................................................................ 26 3.2.2 瓦斯爆炸的类型 ............................................................................................ 26 3.3 瓦斯突出分析 .......................................................................................................... 27

3.3.1 国内外煤与瓦斯突出情况 ............................................................................ 28 3.3.2 国外概况 ........................................................................................................ 28 3.3.4 瓦斯突出的特征 ............................................................................................ 29 3.3.5 影响突出危险的形成的要素 ........................................................................ 29

第四章 某矿矿井概况 .......................................................................................................... 30

4.1 某矿地质概况 .......................................................................................................... 30 4.2 建井涌出情况 .......................................................................................................... 33

4.2.1 瓦斯涌出情况 ................................................................................................ 33 4.2.2 瓦斯突出情况 ................................................................................................ 34 4.3 矿井通风及瓦斯抽放 .............................................................................................. 34

4.3.1 矿井通风概况 ................................................................................................ 34 4.3.2 矿井瓦斯抽放概况 ........................................................................................ 34 4.4 7124综采工作面概况 .............................................................................................. 35 第五章 瓦斯抽放设计 .......................................................................................................... 39

5.1 瓦斯抽放的必要性 .................................................................................................. 39 5.2 抽放方法选择 .......................................................................................................... 39

5.2.1 抽放瓦斯方法选择原则 ................................................................................ 39 5.2.2 某矿瓦斯抽放方法的选择 ............................................................................ 40 5.3 顶板高位钻孔抽放设计 .......................................................................................... 40

5.3.1 高位钻孔瓦斯抽放技术原理： .................................................................... 40 5.3.2 7124工作面高位钻场、钻孔布置 ................................................................ 41 5.4 采空区埋管抽放设计 .............................................................................................. 43

5.4.1采空区埋管布置 ............................................................................................... 43

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5.4.2 立孔抽放设计 .................................................................................................. 44 5.5 瓦斯抽放工艺参数 .................................................................................................. 45

5.5.1 抽放瓦斯管管径计算 .................................................................................... 45 5.5.2 瓦斯泵流量确定 ............................................................................................ 46 5.5.3 移动瓦斯泵流量计算公式 ............................................................................ 46 5.5.4 移动抽放管路阻力计算 ................................................................................ 47 5.5.5 瓦斯泵选型： ................................................................................................ 47 5.5.6 瓦斯泵站位置 ................................................................................................ 47 5.5.7 瓦斯抽放参数监测 ........................................................................................ 47 5.5.8 瓦斯抽放管路的附设装置 ............................................................................ 48

第六章 安全措施及建议 ...................................................................................................... 49

6.1 安全管理措施及建议 .............................................................................................. 49 6.2 钻孔施工安全技术措施 .......................................................................................... 49 6.3 抽放系统管理措施及要求 ...................................................................................... 50 6.4 煤与瓦斯突出防治系统 .......................................................................................... 51 6.5 其他和煤矿安全有关的建议与措施 ...................................................................... 52 第七章 结论与展望 .............................................................................................................. 54

7.1 全文总结 .................................................................................................................. 54 7.2 建议与展望 .............................................................................................................. 54 致谢 .......................................................................................................................................... 56

第一章 国内外煤矿安全生产现状分析

1.1 我国煤矿安全生产现状分析

在我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生产和消费结构中的70％左右，预计到2050年还将占50％以上。因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国的主要能源。当前我国煤矿安全生产状况不容乐观，安全生产体系并不完善，特别是煤矿生产更是矿难频发，形势严峻，煤矿安全问题成为构建社会主义和谐社会的极大障碍，是政府在新的行政过程中亟待解决的问题。下面我将从我国煤矿生产现状出发，对煤矿生产存在的主

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要问题进行了简单的分析和论述；基于此，对我国煤矿安全生产体系建立健全的过程中所应采取的对策措施作了初步的思考和探寻。 1.1.1 我国目前煤矿安全生产形势

我国95％的煤矿开采是地下作业。煤矿事故占工矿企业一次死亡10人以上特大事故的72.8％至89.6％（2002－2005年）；煤矿企业一次死亡10人以上事故中，瓦斯事故占死亡人数的71％。煤矿所面临的重大灾害事故是相当严峻的，造成的损失是极其惨重的。

由于煤矿事故多，死亡人数多，造成了我国煤矿的百万吨死亡率一直居高不下。特别是煤矿重大及特大瓦斯（煤尘）灾害事故的频发，不但造成国家财产和公民生命的巨大损失，而且严重影响了我国的国际声誉。

实际上，这些瓦斯事故的发生不是偶然的，它是以往煤矿生产过程中存在问题的集中暴露，涉及许多方面。既有自然因素、科技投入和研究的不足，也有人为因素以及国家的体制、管理、经济政策，社会的传统观念，煤矿企业的文化素质等等。 1.1.2 我国煤矿生产存在的主要问题[1]

总体上来看，我国煤矿生产正走着一条高投入、高耗能、低产出、低回报的粗放型的经济增长道路，安全问题特别突出，经常发生矿难事故，国家安全生产监督管理总局近日称：近年我国平均每7.4天发生一起特大煤矿事故，远远高出世界平均水平。细致来看，主要存在以下几个问题：

1、我国煤矿分布地质情况恶劣，灾害类型多，是造成事故的客观因素。 我国煤矿绝大多数是井工矿井，地质条件复杂，灾害类型多，分布面广，在世界各主要产煤国家中开采条件最差、灾害最严重。

①地质条件。在国有重点煤矿中，地质构造复杂或极其复杂的煤矿占36%，地质构造简单的煤矿占23%。据调查，大中型煤矿平均开采深度456米，采深大于600米的矿井产量占28.5%。小煤矿平均采深196米，采深超过300米的矿井产量占14.5%。

②瓦斯灾害。国有重点煤矿中，高瓦斯矿井占21.0%；煤与瓦斯突出矿井占21.3%；低瓦斯矿井占57.7%。地方国有煤矿和乡镇煤矿中，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井占15%。随着开采深度的增加，瓦斯涌出量的增大，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的比例还会增加。 ③水害。我国煤矿水文地质条件较为复杂。国有重点煤矿中，水文地质条件属于复杂或极复杂的矿井占27%，属于简单的矿井占34%。地方国有煤矿和乡镇煤矿中，水文

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