金佳礦復(fù)合采空區(qū)瓦斯抽采影響因素及安全效益最大化研究
本文關(guān)鍵詞:金佳礦復(fù)合采空區(qū)瓦斯抽采影響因素及安全效益最大化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近距離煤層群開采形成的復(fù)合采空區(qū),其流場不同于單煤層開采所形成的采空區(qū),研究其通風(fēng)、瓦斯抽采對保障近距離煤層群安全開采具有重要意義。 論文根據(jù)礦壓理論研究采空區(qū)孔隙率分布規(guī)律,推導(dǎo)了含控制參數(shù)的孔隙率連續(xù)型分布函數(shù),根據(jù)Ergun方程得出了采空區(qū)滲透率以及慣性阻力系數(shù)關(guān)于孔隙率的連續(xù)型模型。以盤江煤電集團金佳礦111811工作面為物理原形,以實測的采場瓦斯?jié)舛确植紴閰⒖紭?biāo)準(zhǔn),建立了表征反演優(yōu)劣的目標(biāo)函數(shù)模型,在利用CFD數(shù)值模擬軟件FLUENT進行數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上,對連續(xù)模型的控制參數(shù)進行了反演研究,確定了采空區(qū)非線性滲流模型。 根據(jù)上述研究的結(jié)果,進一步對影響111811與11223復(fù)合采空區(qū)通風(fēng)與瓦斯抽采因素進行了研究,確定了影響因素,設(shè)計了5因素5水平的正交試驗方案,通過數(shù)值模擬對各方案進行模擬試驗,根據(jù)模擬提供的數(shù)據(jù)采用模糊優(yōu)選方法,對正交試驗方案進行了多指標(biāo)模糊優(yōu)選評價,并以此結(jié)果數(shù)據(jù)作為優(yōu)化指標(biāo)代入正交試驗結(jié)果分析表中,選出了該復(fù)合采空區(qū)最優(yōu)通風(fēng)、抽采參數(shù)組合。 為驗證最優(yōu)通風(fēng)抽采參數(shù)優(yōu)化效果,對優(yōu)化前后的數(shù)值模擬流場數(shù)據(jù)進行對比分析,結(jié)果顯示,優(yōu)化后工作面上隅角與回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛确謩e降低21.88%和20%,并且采空區(qū)留管瓦斯抽采濃度提高24.78%,,對保障工作面安全生產(chǎn)與提高瓦斯抽采經(jīng)濟效益起到良好作用。
【關(guān)鍵詞】:復(fù)合采空區(qū) 數(shù)值模擬 瓦斯抽采 非線性滲流 模糊優(yōu)選
【學(xué)位授予單位】:中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TD712.6
【目錄】:
- 論文審閱認(rèn)定書3-4
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 圖清單11-13
- 表清單13-15
- 變量注釋表15-17
- 1 緒論17-24
- 1.1 研究背景及意義17-18
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-21
- 1.3 主要研究內(nèi)容21-22
- 1.4 關(guān)鍵技術(shù)路線22-23
- 1.5 本章小結(jié)23-24
- 2 111811 采煤工作面及其采空區(qū)氣體分布測定分析24-34
- 2.1 111811 采煤工作面概況24-25
- 2.2 111811 采煤工作面瓦斯涌出構(gòu)成測定25-33
- 2.3 本章小結(jié)33-34
- 3 111811 采空區(qū)滲流連續(xù)分布模型研究34-45
- 3.1 綜采工作面采空區(qū)孔隙率模型34-35
- 3.2 采空區(qū)多流態(tài)滲流的數(shù)學(xué)模型35-38
- 3.3 滲流模型參數(shù)確定38-43
- 3.4 本章小結(jié)43-45
- 4 復(fù)合采空區(qū)模型建立與數(shù)值模擬45-53
- 4.1 下保護層開采45-46
- 4.2 111811 與 11223 復(fù)合采空區(qū)模型46-47
- 4.3 復(fù)合采空區(qū)滲流模型設(shè)置47-50
- 4.4 復(fù)合采空區(qū)數(shù)值模擬結(jié)果50-52
- 4.5 本章小結(jié)52-53
- 5 復(fù)合采空區(qū)瓦斯抽采優(yōu)化53-80
- 5.1 抽采影響因素以及規(guī)律研究53-61
- 5.2 復(fù)合采空區(qū)留管瓦斯抽采參數(shù)正交優(yōu)化61-77
- 5.3 優(yōu)化結(jié)果分析77-78
- 5.4 本章小結(jié)78-80
- 6 結(jié)論與展望80-82
- 6.1 結(jié)論80-81
- 6.2 本文創(chuàng)新之處81
- 6.3 展望81-82
- 參考文獻82-87
- 附錄87-94
- 作者簡歷94-96
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集96
【參考文獻】
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本文關(guān)鍵詞:金佳礦復(fù)合采空區(qū)瓦斯抽采影響因素及安全效益最大化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:284162
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