我國煤層地質(zhì)條件復(fù)雜,賦存情況多變,礦井煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性較大,一旦發(fā)生突出,將給礦井造成巨大人力、物力損失。提高煤層瓦斯抽采效率是防止煤與瓦斯突出的有效手段之一,通過預(yù)抽煤層中瓦斯可以有效降低煤層中瓦斯壓力,增大煤層透氣性。水力沖孔使用高壓水射流切割破碎煤體,在煤層內(nèi)部沖出大直徑孔洞,利用煤體自身膨脹變形卸壓,從而在一定區(qū)域內(nèi)消除發(fā)生突出危險(xiǎn)的可能性。本論文采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法,研究了水力沖孔后沖孔鉆孔周圍煤體應(yīng)力分布特征、裂隙發(fā)育情況及滲透性的變化規(guī)律,并將研究成果運(yùn)用于張集礦北區(qū)6煤的瓦斯治理上,同時(shí)該研究成果對(duì)于其他有類似瓦斯賦存情況的煤層瓦斯治理也具有重要的指導(dǎo)意義。理論方面,通過分析煤與瓦斯之間耦合關(guān)系研究了水力沖孔后破碎煤體中瓦斯流動(dòng)時(shí)滲透性的變化情況。本論文數(shù)值模擬主要借助RFPA2D-Flow數(shù)值模擬軟件,通過模擬最終得出水力沖孔后鉆孔周圍煤體的應(yīng)力分布情況,并將其劃分為“三帶”。在水力沖孔過程中,隨著沖孔半徑的不斷擴(kuò)大,應(yīng)力集中峰值不斷向煤體深處移動(dòng),水力沖孔的有效影響范圍也在不斷擴(kuò)大,最終通過模擬結(jié)果確定水力沖孔有效影響半徑為5m-10... 

【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 水力沖孔國內(nèi)外發(fā)展概況
    1.2 固流耦合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 目前存在的主要問題
    1.4 本論文研究的主要內(nèi)容和方法
2 卸壓煤巖體內(nèi)瓦斯流動(dòng)的規(guī)律
    2.1 煤巖體滲流特性的研究
    2.2 煤與瓦斯?jié)B流耦合特性的研究
        2.2.1 瓦斯在煤層中線性滲流
        2.2.2 瓦斯在煤層中非線性滲流
        2.2.3 瓦斯在煤層中的擴(kuò)散滲透
    2.3 煤巖體破碎過程中瓦斯?jié)B透性的演化
    2.4 瓦斯在煤巖體中運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律
    2.5 本章小結(jié)
3 采動(dòng)影響煤層水力沖孔技術(shù)研究
    3.1 水力沖孔的原理分析
    3.2 水力沖孔對(duì)煤體應(yīng)力分布的影響
    3.3 水力沖孔對(duì)煤體中瓦斯壓力和瓦斯含量的影響
    3.4 水力沖孔的破煤原理
    3.5 采動(dòng)影響煤層中進(jìn)行水力沖孔的可行性研究
    3.6 本章小結(jié)
4 采動(dòng)影響煤巖體水力沖孔后煤巖破碎數(shù)值模擬分析
    4.1 數(shù)值模擬軟件的介紹
    4.2 滲流—損傷耦合方程
    4.3 煤體裂隙網(wǎng)絡(luò)中的滲流耦合
    4.4 水力沖孔數(shù)值模擬研究
        4.4.1 水力沖孔的數(shù)值模擬
        4.4.2 水力沖孔結(jié)合瓦斯抽采數(shù)值模擬
    4.5 本章小結(jié)
5 采動(dòng)影響下水力沖孔現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究
    5.1 礦井及試驗(yàn)區(qū)概況
        5.1.1 礦井概況
        5.1.2 礦井概況
        5.1.3 試驗(yàn)區(qū)概況
    5.2 水力沖孔煤層基本瓦斯參數(shù)測(cè)定
        5.2.1 原始瓦斯壓力
        5.2.2 原始瓦斯含量
        5.2.3 瓦斯流量衰減系數(shù)
        5.2.4 水力沖孔前瓦斯抽采半徑
    5.3 采動(dòng)影響煤層水力沖孔現(xiàn)場(chǎng)施工工藝
        5.3.1 水力沖孔試驗(yàn)設(shè)備的介紹
        5.3.2 水力沖孔鉆孔位置的布置
    5.4 采動(dòng)影響煤層水力沖孔試驗(yàn)過程
    5.5 水力沖孔影響因素分析
    5.6 水力沖孔后瓦斯抽采鉆孔的優(yōu)化布置
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果



本文編號(hào)：3322617