本文關(guān)鍵詞：采空區(qū)注入低溫氮?dú)夥罍缁饠?shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氮?dú)庾鳛橐环N防滅火技術(shù)具有滅火迅速、效果顯著、安全可靠、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)而受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，本文通過理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場應(yīng)用相結(jié)合的方法，以井下實(shí)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，理論分析和數(shù)值模擬為先導(dǎo)，模擬低溫氮?dú)庠诓煽諈^(qū)內(nèi)運(yùn)移規(guī)律，優(yōu)化現(xiàn)場注氮工藝。 首先根據(jù)低溫氮?dú)夥罍缁鹛匦匝芯恳旱罍缁鸸に�，綜合分析液氮直注式和液氮汽化式工藝存在的問題，并提出了液氮可控溫式汽化工藝，克服了液氮遠(yuǎn)距離輸送難以保溫、極易汽化、凍壞管路等問題。 通過對采空區(qū)上覆巖層垮落特征、垂直三帶高度的分析，研究了采空區(qū)碎脹系數(shù)、孔隙率、滲透率、粘性阻力系數(shù)之間的關(guān)系及其在采空區(qū)內(nèi)的分布特性，為編制孔隙率和粘性阻力系數(shù)UDF提供了重要的依據(jù)。 通過推導(dǎo)采空區(qū)內(nèi)氣體流動(dòng)基本方程，建立了采空區(qū)風(fēng)流運(yùn)移模型，模擬采空區(qū)內(nèi)溫度場、氣體濃度場及風(fēng)流場，得出低溫氮?dú)庠诓煽諈^(qū)內(nèi)運(yùn)移規(guī)律。提出了采空區(qū)惰化降溫指標(biāo)，并根據(jù)指標(biāo)定量分析溫度和流量對采空區(qū)惰化降溫效果的影響，得出了采空區(qū)內(nèi)最佳注氮位置和最佳注氮流量，并綜合分析注氮對工作面氧氣濃度的影響。 最后，結(jié)合理論分析及數(shù)值模擬結(jié)果，并根據(jù)神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)羊場灣煤礦120204工作面自然發(fā)火情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)了現(xiàn)場注氮工藝，確定了其實(shí)際注氮鉆孔位置及注氮流量。通過監(jiān)測工作面CO濃度和氣體溫度，，分析了注氮對工作面采空區(qū)的惰化降溫效果。
【關(guān)鍵詞】：注氮 溫度 流量 濃度 多孔介質(zhì)
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD753
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-12
• 圖清單12-15
• 表清單15-16
• 變量注釋表16-17
• 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 研究內(nèi)容與研究方法21-24
• 2 井下注氮防滅火理論與工藝研究24-32
• 2.1 低溫氮?dú)夥罍缁饳C(jī)理及特性24-26
• 2.2 液氮防滅火工藝26-28
• 2.3 不同注氮工藝存在的問題及分析28-29
• 2.4 井下可控溫式液氮防滅火工藝29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 3 采場氣體運(yùn)移數(shù)學(xué)模型及其邊界條件32-40
• 3.1 采動(dòng)裂隙場的多孔介質(zhì)滲流特性32-35
• 3.2 采空區(qū)滲流參數(shù)的確定35-36
• 3.3 采空區(qū)氣體流動(dòng)基本方程36-38
• 3.4 Fluent軟件介紹38
• 3.5 本章小結(jié)38-40
• 4 低溫氮?dú)庠诓煽諈^(qū)運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬40-58
• 4.1 工作面概況及數(shù)學(xué)模型建立40-41
• 4.2 注氮前后流場及氣體濃度場的對比研究41-44
• 4.3 地面鉆孔注氮位置的確定44-47
• 4.4 低溫氮?dú)庠诓煽諈^(qū)內(nèi)運(yùn)移規(guī)律47-55
• 4.5 工作面氧氣濃度變化55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 5 羊場灣礦注氮防滅火技術(shù)工程應(yīng)用58-66
• 5.1 Y120204 工作面自然發(fā)火概況58-59
• 5.2 注氮防滅火系統(tǒng)及實(shí)施59-63
• 5.3 監(jiān)測及注氮效果評價(jià)63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 6 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 主要結(jié)論66-67
• 6.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)67
• 6.3 工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 作者簡歷72-74
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：293515