瓦斯涌出等效层的理论划分与应用

作     者：王晓东 

作者单位：湖南科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：蔡康旭

授予年度：2009年

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

主      题：瓦斯涌出量 等效层 理论 软件 最小二乘法 

摘      要：工作面瓦斯涌出量是决定矿井通风的主要指标,其预测结果的正确与否,将直接影响矿井的技术经济指标。因此,准确预测工作面瓦斯涌出量,对于指导矿井通风设计和安全生产有重要的现实意义。 本文通过对煤矿实际生产过程中,使用传统的采煤工作面瓦斯涌出量计算方法得出的瓦斯涌出量与地质勘探阶段实际测定的有很大的差异的问题入手,详细分析了工作面瓦斯涌出的各影响因素,发现存在这一差异的主要问题之一是缺乏煤层顶底板岩性对采掘空间瓦斯涌出影响的合理量化方式,现有瓦斯涌出量预测方法在这一方面的研究还很不够充分。本文就煤层顶底板岩层对采掘空间瓦斯涌出量的影响进行了深入研究,在蔡康旭教授提出的瓦斯涌出等效层概念及其经验法划分的基础上,从理论上对煤层顶底板岩性的等效算法及其对采掘空间瓦斯涌出影响程度进行了系统的量化分析。 通过对矿井采掘工作面瓦斯涌出资料的收集、整理和分析,首先从煤层顶底板岩性等效入手,根据最小二乘法的多项式拟合原理,结合统计数据,并以Matlab为工具分析得出了等效岩性的确定条件,分别分回采和掘进对顶、底板的岩性等效方法做了详细的理论阐述。然后,分别介绍了等效区段划分和等效层划分的过程。 在等效岩性理论分析的基础上,应用Visual Basic6.0作为软件开发工具,开发了瓦斯涌出等效岩性确定软件,可以完成对钻孔等效岩性确定的功能,具有良好的使用价值。最后,以唐山矿5煤层为例,对其73个钻孔进行了岩性等效,在煤层底板等高线图上作出了5煤层瓦斯涌出等效层划分图。