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河南理工大学本科毕业设计（论文）开题报告

题目名称XXX煤矿瓦斯抽放系统设计

学生姓名专业班级安全工程08-01班学号

一、选题的目的和意义：

1、大学四年我们已经学习了很多煤矿方面的专业知识，如《煤矿开采学》、《煤矿

地质学》、《瓦斯地质学》、《通风安全学》、《瓦斯灾害防治》、《井巷工程》，

通过本次毕业设计我们可以把所学的知识系统的运用到实际中去，有助于提高我

们独立思考、分析、解决问题的能力；同时通过此次毕业设计，能促使我们进一

步了解目前煤矿生产和安全现状，熟悉矿井生产的各个环节，从而为将来工作做

准备。

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2、XX煤矿矿井现采3#煤层，绝对瓦斯涌出量为120.26m/min，相对瓦斯涌出量为

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52.68m/t，且矿井发生过煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出现象，属于煤与瓦斯

突出矿井。瓦斯问题不仅制约该矿的正常生产还严重威胁矿井工作人员的生命安

全，因此必须采用瓦斯抽放的方法在煤层开采前将瓦斯含量降到不存在突出危险

的水平。

3、瓦斯是一种优质资源，对煤矿瓦斯进行合理的抽放并加以利用，可以给煤矿带来

可观的经济效益，同时又可以缓解我国石油能源紧缺的局面，造福社会。

二、国内外研究现状简述：

目前国内外许多学者，如国外的P·G·塞文斯特、道德拉斯和富朗克，我国的

王佑安等都认为在研究低压下瓦斯的吸附和解吸问题时，应以扩散理论较为正确。此

外，目前的深入研究还表明，在瓦斯分子与煤壁的接触面上时常有滑动现象；一般情

况下当瓦斯流速很低时，这种瓦斯分子滑动所占的比重就要增大。而且目前认为在吸

附表面上也有瓦斯分子从密度大的地方向密度小的地方移动的可能性。因此从总体上

来说，目前认为煤层是一种宏观裂隙和微观孔隙组成的多孔介质；一般情况下，瓦斯

在煤体中的运移主要取决于煤体的渗透性能。

根据实验室的实验和现场实践表明，煤体的渗透性对应力是非常敏感的。这是因

为煤体中的裂隙和孔隙在外力作用下发生了闭合，导致煤体渗透性的变化；其中尤以

裂隙为甚。同时煤体吸附瓦斯后，强度降低、塑性增加，更加剧了对应力的敏感程度。

表现为随着气体的吸附性的增强，煤体的应力敏感度系数增大；随着孔隙压力的增大，

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煤体的应力敏感度也有所增大。煤层或岩层在矿井生产采掘工程的影响下，采掘工作

面周围煤（岩）体中的应力场会发生变化，形成卸压（裂隙）带和应力集中带，更

加剧了煤（岩）体的非均质性，对瓦斯的运移具有重大的影响。

瓦斯在煤层中的流动：瓦斯在煤层中的运动通称为瓦斯流动。一般情况下，由于

瓦斯是以承压状态存在于煤层中；当回采、掘进、打钻等开采工作破坏了煤层中原有

的瓦斯压力平衡后，便会使瓦斯产生由高压处向低压处的流动。目前认为，煤层瓦斯

流动是一个复杂的运动过程，它与介质的结构和瓦斯赋存形式密切相关。由于煤体属

多孔裂隙性介质，所以煤层瓦斯流动可以看作是气体在多孔介质中的流动。

瓦斯在煤层中流动的基本规律煤体是由孔隙—裂隙组成的多孔介质。目前，一般认为，

在裂隙系统中，煤层瓦斯的流动多属于层流运动，而在孔隙结构的微孔中，则是扩散

运动。因此，根据煤体中的孔隙分布和煤层中存在的裂隙系统；可以认为，瓦斯在

煤层中的流动，主要是扩散运动和层流渗透运动。

三、毕业设计（论文）所采用的主要技术方法：

1、查阅收集的相关资料，熟悉该矿的基本情况：井田概况、井田地质特征、矿井开