本文關鍵詞：望云礦采空區(qū)瓦斯抽采技術的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：瓦斯災害是煤礦中最嚴重的災害之一。而瓦斯涌出量則是影響煤礦安全生產的重要因素。近年來，綜采技術在我國應用廣泛。由于綜合機械化開采具有高強度、集中生產、推進速度快的特點，從而使瓦斯涌出更為集中且不均衡，常造成回風流及支架頂、上隅角等處瓦斯超限，成為礦井安全生產的重大隱患。所以搞清綜采工作面的瓦斯涌出量及瓦斯運移規(guī)律對于改善我國煤礦安全生產狀況具有積極的意義。 望云煤礦屬于高瓦斯礦井，本文首先對礦井概況進行了分析，并通過已有瓦斯參數對15號煤層瓦斯涌出量進行了預測，得出了該礦井瓦斯來源及采空區(qū)瓦斯涌出量在工作面瓦斯涌出量中所占比例。根據煤層開采時采空區(qū)瓦斯的運移規(guī)律和特點，分析了采空區(qū)瓦斯運移的特征——升浮、擴散和聚集；應用上覆巖層在豎直方向形成垮落帶、斷裂帶和彎曲下沉帶的理論，結合望云礦150101工作面的情況，確定了垮落帶和斷裂帶的高度，為工作面采空區(qū)瓦斯運移物理模型的構建奠定了基礎。 以望云礦150101工作面為研究對象，根據工作面采空區(qū)瓦斯流場數值模擬相關理論，建立了綜采工作面采空區(qū)瓦斯運移的數學模型。并通過運用流體力學軟件FLUENT模擬了只有漏風、只有高抽巷抽采及設置尾巷抽采這三種條件下的采空區(qū)及其覆巖內的瓦斯?jié)B流分布規(guī)律。 對數值模擬結果分析可知：只有漏風情況下回風流瓦斯?jié)舛冗_到5%左右，其濃度嚴重超過了1%上限，因此必須對采空區(qū)瓦斯進行抽采。只有高抽巷抽采條件下上隅角與回風巷瓦斯?jié)舛鹊陀?%，說明內錯尾巷起到了很好的抽采效果。但是，內錯尾巷瓦斯?jié)舛雀哌_為4%左右仍高于2.5%，也說明了采空區(qū)的瓦斯涌出量很大。因此，設置高抽巷不能解決瓦斯超限問題。當設置尾巷抽采時，上隅角的瓦斯?jié)舛葹?%以下，回風尾巷的瓦斯?jié)舛葹?%左右。因此，增加尾巷抽采瓦斯，減少了工作面的瓦斯涌出量，有效的治理工作面瓦斯超限問題，保障了工作面的安全生產。
【關鍵詞】：瓦斯抽采 采空區(qū) 瓦斯運移 數值模擬
【學位授予單位】：內蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 礦井瓦斯抽采現狀研究分析9-13
• 1.2.1 煤層瓦斯抽采基礎理論9-11
• 1.2.2 國內外抽采瓦斯技術現狀11-13
• 1.3 主要研究內容和研究方法13-14
• 1.3.1 研究的主要內容13
• 1.3.2 研究的主要方法13-14
• 2 采空區(qū)瓦斯運移理論研究14-21
• 2.1 采空區(qū)覆巖冒落碎脹特性分析14-16
• 2.1.1 巖體在采空區(qū)內自然堆積區(qū)的碎脹特性14-15
• 2.1.2 巖體在采空區(qū)內載荷影響區(qū)的碎脹特性15
• 2.1.3 巖體在采空區(qū)內的壓實穩(wěn)定區(qū)的碎脹性15-16
• 2.2 采空區(qū)冒落帶與裂隙帶高度的確定16-17
• 2.3 采空區(qū)瓦斯涌出源分析17-19
• 2.3.1 采空區(qū)瓦斯來源17-18
• 2.3.2 采空區(qū)漏風18-19
• 2.4 采空區(qū)瓦斯運移特征19-20
• 2.4.1 采空區(qū)瓦斯升浮19
• 2.4.2 采空區(qū)瓦斯擴散19
• 2.4.3 采空區(qū)瓦斯積聚19-20
• 2.5 本章小結20-21
• 3 望云礦抽采瓦斯基礎參數及涌出量預測研究21-40
• 3.1 井田概況21-24
• 3.1.1 礦井地質構造21
• 3.1.2 礦井水文地質21-22
• 3.1.3 煤層賦存與煤質特征22-24
• 3.2 礦井開拓、開采概況24
• 3.3 礦井通風及瓦斯情況24-25
• 3.4 望云礦瓦斯抽采基礎參數分析25-29
• 3.4.1 煤層瓦斯含量25-28
• 3.4.2 煤層瓦斯壓力28-29
• 3.5 礦井瓦斯儲量和可抽量分析29-31
• 3.6 望云礦瓦斯涌出量預測研究31-36
• 3.6.1 回采面瓦斯涌出預測31-33
• 3.6.2 掘進面的瓦斯涌出預測33-34
• 3.6.3 采區(qū)瓦斯涌出預測34-35
• 3.6.4 礦井瓦斯涌出總量預測35-36
• 3.7 礦井內瓦斯抽采的必要性及可行性分析36-39
• 3.7.1 礦井瓦斯涌出來源分析36-37
• 3.7.2 抽采瓦斯的必要性分析37-39
• 3.7.3 抽采瓦斯的可行性分析39
• 3.8 本章小結39-40
• 4 采空區(qū)瓦斯流場數值模擬相關理論研究40-51
• 4.1 概述40
• 4.2 多孔介質基本參數40-42
• 4.3 采空區(qū)瓦斯流動的控制方程42-50
• 4.3.1 采空區(qū)氣體組分守恒方程42-44
• 4.3.2 采空區(qū)氣體滲流場方程44-47
• 4.3.3 采空區(qū)氣體的擴散場方程47-50
• 4.4 本章小結50-51
• 5 望云礦采空區(qū)瓦斯運移數值模擬研究51-64
• 5.1 FLUENT軟件簡介51-52
• 5.2 模擬數值建模的初始條件52-56
• 5.2.1 數值模擬幾何模型的建立52-53
• 5.2.2 參數計算和邊界條件設定53-56
• 5.3 采空區(qū)抽采瓦斯數值模擬效果分析56-63
• 5.3.1 采空區(qū)只有漏風條件下的數值模擬結果56-58
• 5.3.2 采空區(qū)只設置高抽巷情況下的數值模擬結果58-61
• 5.3.3 采空區(qū)設置尾巷抽采時的數值模擬結果61-63
• 5.4 本章小結63-64
• 6 結論64-65
• 參考文獻65-69
• 在學研究成果69-70
• 致謝70

【參考文獻】

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本文編號：325296