本文關鍵詞：余吾煤業(yè)采動裂隙場中瓦斯運移規(guī)律研究及工程應用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：采動裂隙場瓦斯流動是實現(xiàn)深部煤與瓦斯共采的基礎。本文采用了WYS-800微機控制電液伺服三軸瓦斯?jié)B流試驗裝置,進行了瓦斯煤的力學特性和瓦斯?jié)B流的實驗。通過對實際的采動裂隙帶的簡化構建了采動裂隙場的梯臺模型,數(shù)學模型的構建運用了動量守恒方程、連續(xù)性方程等,采用FLUENT模擬軟件對U型通風系統(tǒng)和U型通風+高抽巷的采動裂隙帶中瓦斯運移規(guī)律進行了模擬,通過余吾煤業(yè)S2107工作面的實測來驗證。在不同瓦斯壓力和不同圍壓條件下進行了三軸應力-應變滲流實驗。常規(guī)三軸應力—應變分為四個階段:壓密階段、彈性階段、屈服階段、破壞階段。加卸載應力—應變分為三個階段:軸向應力加載階段、軸向應力恒定階段、軸向應力下降階段。在圍壓不變的條件下,煤樣的抗壓強度會隨著瓦斯壓力的變大而減小,煤樣的滲透率隨著瓦斯壓力的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律。在瓦斯壓力不變的條件下,煤樣的強度會隨著圍壓的增大而增大,煤樣的滲透率會隨著圍壓的增大而減小。從兩種條件下的滲透率曲線來看,基本上呈現(xiàn)“U”字型,煤樣的滲透率會隨著軸向應力的增加先減小然后增大。在不同瓦斯壓力條件下加卸載實驗中,軸向力恒定階段煤樣的軸向應變、體積應變、徑向應變勻速的增大,滲透率一開始繼續(xù)下降,然后滲透率開始增大,增加的幅度非常小,在下降階段,滲透率迅速增大,而且瓦斯壓力越大,滲透率也會相應的增大。不同圍壓條件下的加卸載實驗,開始卸圍壓時,軸壓是不變的,軸向應變,徑向應變,體積應變開始增大。而且圍壓越小,三種變形增長速率越大,說明圍壓對瓦斯?jié)B透有束縛作用,而且最終的滲透率都不會超過初始值。用FLUENT軟件對U型通風、U型通風+高抽巷兩種通風系統(tǒng)下的瓦斯運移規(guī)律進行了模擬,得出了從工作面到采空區(qū)深部瓦斯?jié)舛戎饾u升高,上隅角瓦斯?jié)舛容^高。U型通風+高抽巷條件下,工作面上隅角瓦斯?jié)舛冉档偷搅?%以下,改善了工作面安全條件。通過對余吾煤業(yè)S2107工作面的實測得出高抽巷抽采瓦斯量大,抽采濃度高,同時高抽巷的抽采降低了回風巷的瓦斯量和瓦斯?jié)舛�。高抽巷抽采瓦斯量和上隅角瓦斯�(jié)舛确治鰧Ρ?得出開采初期高抽巷抽采瓦斯量比較小,而上隅角瓦斯?jié)舛确浅８?隨著采動裂隙帶的發(fā)育開始,高抽巷抽采瓦斯量逐步增大,上隅角瓦斯?jié)舛戎饾u降低了,高抽巷解決了工作面和上隅角瓦斯超限的問題,改善了工作面安全生產(chǎn)條件。
【關鍵詞】：采動裂隙場 瓦斯運移 滲透率 上隅角
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究課題的提出10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 瓦斯?jié)B流理論研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 采動裂隙場演化研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 含瓦斯煤加載力學特性研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容及技術路線17-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容17
• 1.3.2 技術路線17-18
• 2 瓦斯在采動覆巖裂隙場分布規(guī)律18-28
• 2.1 采動覆巖裂隙場的形成及其形態(tài)分布18-19
• 2.2 采動覆巖裂隙場的劃分19-22
• 2.2.1 采動覆巖裂隙場三區(qū)劃分20
• 2.2.2 采動覆巖裂隙場三帶劃分20-22
• 2.3 采動裂隙場卸壓瓦斯運移規(guī)律22-27
• 2.3.1 采動裂隙場中瓦斯來源22-23
• 2.3.2 采動卸壓瓦斯空隙滲流特性23-24
• 2.3.3 瓦斯運移關鍵控制因素24-27
• 2.4 本章小結27-28
• 3 含瓦斯煤力學特性及滲流規(guī)律試驗研究28-48
• 3.1 煤樣的采集及加工28-29
• 3.2 煤樣的基本參數(shù)29-30
• 3.3 試驗裝置30-31
• 3.4 實驗方案31-32
• 3.5 試驗結果分析32-46
• 3.5.1 不同瓦斯壓力煤體全應力-應變滲流實驗32-36
• 3.5.2 不同圍壓煤巖全應力-應變瓦斯?jié)B流實驗36-40
• 3.5.3 不同瓦斯壓力條件下加卸載煤樣力學特性及滲流特性試驗研究40-44
• 3.5.4 不同圍壓條件下加卸載煤樣力學特性及滲流特性試驗研究44-46
• 3.6 本章小節(jié)46-48
• 4 采動裂隙帶中瓦斯運移規(guī)律數(shù)值模擬分析48-62
• 4.1 FLUEN T軟件簡介48-49
• 4.2 數(shù)學模型的建立49-50
• 4.3 采動裂隙場的幾何模型及網(wǎng)格劃分50-51
• 4.4 模型主要參數(shù)的確定51-54
• 4.4.1 孔隙率51-52
• 4.4.2 瓦斯源項的確定52-53
• 4.4.3 模擬邊界條件的確定53-54
• 4.5 數(shù)值模擬分析54-59
• 4.5.1 U型通風下瓦斯運移規(guī)律數(shù)值模擬54-57
• 4.5.2 U型通風+走向高抽巷通風系統(tǒng)瓦斯運移規(guī)律數(shù)值模擬57-59
• 4.6 本章小節(jié)59-62
• 5 卸壓瓦斯抽采工程應用62-72
• 5.1 S2107工作面概況62-63
• 5.2 高抽巷抽采瓦斯設計原理63
• 5.3 高抽巷位置布置63-64
• 5.3.1 與煤層頂板垂直的布置63-64
• 5.3.2 與回風巷平距的布置64
• 5.4 綜放工作面瓦斯涌出規(guī)律64-66
• 5.5 采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律66-67
• 5.5.1 采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植家?guī)律67
• 5.5.2 采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律67
• 5.6 抽采效果67-71
• 5.7 本章小節(jié)71-72
• 6 結論與展望72-74
• 6.1 主要結論72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-80
• 攻讀碩士學位期間主要科研成果80

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