【摘要】：地面瓦斯抽采技術(shù)是近年來興起的治理礦井瓦斯超限的一種有效的手段，但是由于地面瓦斯抽采井要經(jīng)歷煤層在回采過程中上覆巖層的劇烈的移動變形，其受力形式是比較復(fù)雜的。正因為如此地面瓦斯抽采井的安全性評估成為一直困擾著人們的難題。本文將巖土工程中廣泛使用的有限元強度折減法應(yīng)用到地面鉆井安全性的評估中，，對地面鉆井進(jìn)行了以下幾個方面的研究： （1）通過數(shù)值模擬煤層開挖過程得出巖層界面處是位移和應(yīng)力比較集中的地方，尤其是關(guān)鍵層與下部巖層交界處是鉆井破壞的高危位置； （2）建立不同直徑和不同壁厚的地面鉆井套管的三維模型，通過對煤層開采的模擬得到拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力在地面鉆井套管橫截面上的分布規(guī)律，并得到了地面鉆井套管最大拉伸和剪切應(yīng)力隨直徑和壁厚的變化規(guī)律； （3）引入有限元極限分析思想，通過對套管抗拉強度和抗剪強度進(jìn)行折減分別得到地面鉆井套管的抗拉和抗剪安全系數(shù)，并且通過套管塑性區(qū)隨折減系數(shù)的變化情況得到了地面鉆井套管抗拉和抗剪的破壞形式和破壞過程； （4）通過數(shù)值模擬計算安全系數(shù)的方法得到晉城煤業(yè)集團(tuán)某煤礦4308工作面的抗拉和抗剪安全系數(shù)，并對安全系數(shù)和巖層位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，通過對比較結(jié)果的分析證明了用安全系數(shù)來評估地面鉆井的安全性是可行的。
【圖文】：

臨著剪短或者拉斷的危險。鑒于上述情況，我們開采的各個階段都不被破壞。表 1.1 各類鉆井作用明細(xì)表Tab1.1 The schedule of wells’ effect作 用采區(qū)回采前煤層氣的開采利用回采工作面對煤巖體擾動提高其透氣性的特點來增緩解通風(fēng)壓力解決回采工作面推過后采空區(qū)瓦斯，以降低采空區(qū)瓦斯出的量，解決回采工作面瓦斯超限的難題

分析可以準(zhǔn)確的模擬材料的屈服、析在求解中使用了三種計算方法[1為六面體單元，作用力全部集中在時間的一階導(dǎo)數(shù)采用有限差分來近通過阻尼使系統(tǒng)運動衰減至平衡狀差分近似用混合離散法，將區(qū)域分散為六面面體角點為角點的常應(yīng)變四面體的四面體上進(jìn)行計算。六面體上的應(yīng)這樣避免了六面體單元的位移剪切以充分適應(yīng)各種本構(gòu)的要求。面體，節(jié)點編號 1-4，面編號 n 表加速度為iv 由高斯公式得 ：
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TD712.6

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 梁運培;;淮南礦區(qū)地面鉆井抽采瓦斯技術(shù)實踐[J];采礦與安全工程學(xué)報;2007年04期

2 周昀涵;;地面鉆井抽采瓦斯的技術(shù)研究和發(fā)展[J];能源技術(shù)與管理;2011年02期

3 肖存明;李嘉豪;;瓦斯抽采鉆井?dāng)D壓變形破壞分析[J];煤炭技術(shù);2011年01期

4 崔建平;我國煤層氣地面鉆井商業(yè)開發(fā)實現(xiàn)零的突破[J];國土資源;2003年06期

5 周德昶;;地面鉆井抽采瓦斯技術(shù)的發(fā)展方向[J];中國煤層氣;2007年01期

6 韓晉義;;屯留煤礦地面鉆井采空區(qū)瓦斯抽采分析研究[J];煤;2009年06期

7 陳金華;胡千庭;;地面鉆井抽采采動卸壓瓦斯來源分析[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2009年12期

8 葛春貴;王海鋒;程遠(yuǎn)平;宋慶堯;;地面鉆井抽采卸壓瓦斯的試驗研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2010年02期

9 陳金華;;地面鉆井抽采上覆遠(yuǎn)距離煤層卸壓瓦斯的試驗研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2010年02期

10 周福寶;夏同強;劉應(yīng)科;胡勝勇;張占國;;地面鉆井抽采卸壓煤層及采空區(qū)瓦斯的流量計算模型[J];煤炭學(xué)報;2010年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 黃暉;林曉波;;地面鉆井抽采卸壓瓦斯技術(shù)[A];礦山地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)機理與防治技術(shù)研究與應(yīng)用[C];2009年

2 孫海濤;胡千庭;林府進(jìn);;地面鉆井變形破壞的相似模擬試驗研究[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（1）[C];2009年

3 李日富;林府進(jìn);張軍;;地面鉆井井筒圍巖移動變形的相似模擬實驗分析[A];中國煤炭學(xué)會煤礦安全專業(yè)委員會2009年學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

4 孫海濤;胡千庭;林府進(jìn);孫炳興;;厚層巖層對地面瓦斯抽采鉆井剪切變形破壞的影響機理[A];中國煤炭學(xué)會煤礦安全專業(yè)委員會2009年學(xué)術(shù)研討會交流論文（部分）[C];2009年

5 趙陽升;;地下資源開采與利用的幾個科學(xué)問題[A];盛世歲月——祝賀孫鈞院士八秩華誕論文選集[C];2006年

6 李信;李作泉;;地質(zhì)條件復(fù)雜的高瓦斯軟煤層中掘進(jìn)首采面巷道的瓦斯動力治理[A];中國老科協(xié)煤礦安全生產(chǎn)問題學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2002年

7 王紅衛(wèi);費奇;;智能瓦斯預(yù)報系統(tǒng)[A];企業(yè)發(fā)展與系統(tǒng)工程——中國系統(tǒng)工程學(xué)會第七屆年會論文集[C];1992年

8 莊寶發(fā);;漳平煤礦瓦斯地質(zhì)特征與瓦斯災(zāi)害防治[A];瓦斯地質(zhì)新進(jìn)展[C];2001年

9 李京榮;呂廣同;王林平;;利用壓風(fēng)排放密閉區(qū)域瓦斯[A];全國礦山建設(shè)學(xué)術(shù)會議論文選集（上冊）[C];2003年

10 龐貴智;劉倫煜;龐貴振;;梨樹邱家新礦區(qū)瓦斯防治和開發(fā)利用的評述[A];2004年全國瓦斯地質(zhì)年會學(xué)術(shù)交流論文集[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 崔建平;我國實現(xiàn)煤層氣地面鉆井商業(yè)開發(fā)[N];中國礦業(yè)報;2003年

2 陳國興;讓“殺手”變“幫手”[N];中國化工報;2008年

3 本報記者 蘇日娜;煤層氣產(chǎn)業(yè)化究竟有多遠(yuǎn)？[N];中國煤炭報;2005年

4 馮源;我國大規(guī)模開發(fā)煤層氣[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報;2006年

5 馮源;我國將大規(guī)模開發(fā)煤層氣[N];中國國土資源報;2006年

6 王冬梅;瓦斯變害為寶的科研困境[N];工人日報;2005年

7 南方新;綠色能源瓦斯 兼具多重開發(fā)價值[N];中國工業(yè)報;2005年

8 范孟廣;煤礦“殺手”何以成能源“新寵”[N];中國石化報;2005年

9 記者 楊沛潔邋實習(xí)生 趙峰濤;平煤十礦瓦斯每月創(chuàng)效益20多萬元[N];平頂山日報;2007年

10 本報記者　本報通訊員　;我國首個煤層氣開發(fā)產(chǎn)學(xué)研基地在晉城建立[N];山西日報;2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 孫海濤;采動影響下地面鉆井的變形破壞機理研究[D];重慶大學(xué);2008年

2 劉應(yīng)科;遠(yuǎn)距離下保護(hù)層開采卸壓特性及鉆井抽采消突研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

3 季文博;近距離煤層群采動煤巖滲透特性演化規(guī)律與實測方法研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

4 郝富昌;基于多物理場耦合的瓦斯抽采參數(shù)優(yōu)化研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

5 劉林;下保護(hù)層合理保護(hù)范圍及在卸壓瓦斯抽采中的應(yīng)用[D];中國礦業(yè)大學(xué);2010年

6 劉義;甲烷、煤塵火焰結(jié)構(gòu)及傳播特性的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

7 王寧;基于區(qū)域因子分析的我國煤礦甲烷排放與控排對策研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

8 年廷凱;樁—土—邊坡相互作用數(shù)值分析及阻滑樁簡化設(shè)計方法研究[D];大連理工大學(xué);2006年

9 劉紅帥;巖質(zhì)邊坡地震穩(wěn)定性分析方法研究[D];中國地震局工程力學(xué)研究所;2006年

10 馬永政;非連續(xù)變形分析法位移模式改進(jìn)及工程應(yīng)用[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 石佳明;基于有限元強度折減法的地面鉆井安全性判識方法研究[D];重慶交通大學(xué);2013年

2 張國榮;地面井用可調(diào)節(jié)套管接頭的設(shè)計與研究[D];安徽理工大學(xué);2011年

3 李廣培;地面群井抽采卸壓瓦斯技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2011年

4 韓寶燈;瓦斯抽采鉆機短距離快速移動裝置研究[D];河南理工大學(xué);2012年

5 陳東印;地下工程預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)數(shù)值模擬分析[D];山東科技大學(xué);2005年

6 趙江;路基路面在降雨條件下滲流分析及邊坡穩(wěn)定性研究[D];昆明理工大學(xué);2005年

7 劉翠容;水文環(huán)境對西攀高速公路邊坡滑坡工程影響的研究[D];西南交通大學(xué);2005年

8 王軍;高陡巖土邊坡有限元分析及綜合治理[D];中南大學(xué);2005年

9 楊正權(quán);加筋土擋墻的穩(wěn)定性分析研究[D];大連理工大學(xué);2006年

10 焦彩虹;多軸強度安全系數(shù)及其工程應(yīng)用[D];河海大學(xué);2006年

本文編號：2548026