由于我國礦井地質(zhì)條件的復(fù)雜多變性,致使多數(shù)礦井卸壓瓦斯抽采效果不甚理想,而上覆巖層采動(dòng)裂隙場演化分布規(guī)律與卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律的研究是煤與瓦斯共采研究的關(guān)鍵所在,對(duì)提高卸壓瓦斯的抽采效果有重要的意義。本文以天池煤礦厚煤層為研究背景,通過理論推導(dǎo)、物理相似模擬及數(shù)值模擬等方面的分析,研究厚煤層采動(dòng)裂隙場演化分布規(guī)律及其內(nèi)部卸壓瓦斯的運(yùn)移富集規(guī)律,并將研究結(jié)果應(yīng)用到現(xiàn)場,初步取得如下研究成果:(1)根據(jù)天池煤礦厚煤層工作面生產(chǎn)地質(zhì)條件,搭建二維物理相似模擬試驗(yàn)臺(tái),研究了厚煤層開采條件下上覆巖層變形破壞規(guī)律,并通過對(duì)采動(dòng)裂隙分布區(qū)域的劃分,采用分形理論對(duì)采動(dòng)裂隙進(jìn)行定量分析,得到了厚煤層采動(dòng)裂隙的演化規(guī)律。(2)根據(jù)物理相似模擬中采動(dòng)裂隙場演化平衡狀態(tài)下的分布特征,采用UDEC二維離散元數(shù)值模擬軟件對(duì)不同煤層采高條件下采動(dòng)覆巖應(yīng)力、位移及裂隙分布規(guī)律展開研究,得到了不同煤層采高條件下厚煤層采動(dòng)裂隙場的卸壓區(qū)范圍、位移最大區(qū)范圍及采動(dòng)裂隙的分布規(guī)律。(3)根據(jù)厚煤層采動(dòng)裂隙的分布特征,借助流體力學(xué)中相關(guān)運(yùn)動(dòng)方程理論建立了采動(dòng)裂隙場卸壓瓦斯流動(dòng)模型,采用COMSOL Multiphysics多物理場... 

【文章來源】：西安科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 采動(dòng)裂隙場演化分布規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.2 采動(dòng)裂隙場卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.3 存在問題
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法及技術(shù)路線圖
2 厚煤層采動(dòng)覆巖“三帶”理論及裂隙場演化規(guī)律物理相似模擬
    2.1 采動(dòng)覆巖“三帶”分布理論
        2.1.1 采動(dòng)覆巖“三帶”概述
        2.1.2 采動(dòng)覆巖“三帶”范圍影響因素
    2.2 物理相似模型設(shè)計(jì)
        2.2.1 工作面地質(zhì)條件概況
        2.2.2 模型相似參數(shù)的確定
        2.2.3 模型的搭建
    2.3 物理相似模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)過程分析
        2.3.2 覆巖位移變化特征
    2.4 厚煤層采動(dòng)裂隙場演化規(guī)律分析
        2.4.1 采動(dòng)裂隙分布區(qū)域劃分
        2.4.2 采動(dòng)裂隙的分形特征
    2.5 本章小結(jié)
3 厚煤層采動(dòng)裂隙場分布規(guī)律數(shù)值模擬
    3.1 數(shù)值軟件的選取
    3.2 數(shù)值模型的建立
        3.2.1 基本參數(shù)
        3.2.2 邊界條件
        3.2.3 模擬方案
    3.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析
        3.3.1 不同煤層采高條件下采動(dòng)裂隙場的應(yīng)力分布特征
        3.3.2 不同煤層采高條件下采動(dòng)裂隙場的位移分布特征
        3.3.3 不同煤層采高條件下采動(dòng)裂隙場的裂隙分布特征
    3.4 本章小結(jié)
4 厚煤層采動(dòng)裂隙場卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)值軟件簡介
    4.2 采動(dòng)裂隙場瓦斯涌出量預(yù)測
    4.3 采動(dòng)裂隙場卸壓瓦斯流動(dòng)數(shù)學(xué)模型
    4.4 數(shù)值模型的建立
        4.4.1 模型主要參數(shù)
        4.4.2 模型導(dǎo)入及網(wǎng)格劃分
    4.5 數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
5 厚煤層卸壓瓦斯抽采工程應(yīng)用
    5.1 卸壓瓦斯抽采方式的選擇
    5.2 卸壓瓦斯抽采參數(shù)的確定
    5.3 工程應(yīng)用效果檢驗(yàn)
        5.3.1 高抽巷瓦斯抽采效果分析
        5.3.2 工作面瓦斯治理效果分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論及展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]煤與瓦斯共采三維大尺度物理模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制與應(yīng)用[J]. 李樹剛,魏宗勇,林海飛,趙鵬翔,肖鵬,郝昱宇.  煤炭學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]采動(dòng)覆巖活動(dòng)規(guī)律的“空-地”監(jiān)測技術(shù)[J]. 張煒,張偉勝,張東升,胡文敏,孫毓言,唐佳佳.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[3]基于動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的綜掘工作面瓦斯分布規(guī)律研究[J]. 劉彥青,張浪,李陽,姜黎明.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2018(10)
[4]綜采工作面推進(jìn)速度對(duì)瓦斯運(yùn)移優(yōu)勢通道演化的影響[J]. 趙鵬翔,卓日升,李樹剛,林海飛,劉超,雙海清.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2018(07)
[5]采動(dòng)應(yīng)力集中殼和卸壓體空間形態(tài)演化及瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究[J]. 洛鋒,曹樹剛,李國棟,李勇.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[6]我國煤礦覆巖采動(dòng)裂隙帶卸壓瓦斯抽采技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 林海飛,李樹剛,趙鵬翔,肖鵬,潘紅宇,劉超.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2018(01)
[7]煤層采高對(duì)采動(dòng)覆巖瓦斯卸壓運(yùn)移“三帶”范圍的影響[J]. 吳仁倫,王繼林,折志龍,程輝.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[8]卸壓區(qū)不同鉆孔長度抽采條件下瓦斯運(yùn)移特性試驗(yàn)[J]. 許江,蘇小鵬,彭守建,劉義鑫,馮丹,劉龍榮.  巖土力學(xué). 2018(01)
[9]含斷層覆巖采動(dòng)裂隙演化規(guī)律[J]. 賀征勛,劉勇,康向濤,劉昌祥,何松霖,鐘德洋.  煤礦安全. 2017(08)
[10]高位硬厚巖層下采動(dòng)裂隙和支承應(yīng)力演化特征及其對(duì)瓦斯運(yùn)移的影響[J]. 蔣金泉,王普,鄭朋強(qiáng),武泉林.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(04)

博士論文
[1]綜放開采覆巖裂隙演化與卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律及工程應(yīng)用[D]. 林海飛.西安科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]多煤層賦存條件下采場覆巖“豎三帶”分布規(guī)律研究與應(yīng)用[D]. 杜旭.煤炭科學(xué)研究總院 2018
[2]上鄰近層卸壓范圍及瓦斯流動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用研究[D]. 吉振光.太原理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2947873