本文關(guān)鍵詞：袁店一礦1011綜采面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)研究及應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著袁店一礦工作面采煤強度的加大,工作面采空區(qū)的瓦斯涌出量的增加,工作面上隅角和回風巷的瓦斯集聚也愈發(fā)嚴重,瓦斯超限現(xiàn)象時有發(fā)生,這嚴重威脅著煤礦工人的安全與工作面的正�；夭伞Ｒ虼�,為保證工作面的高效正常生產(chǎn)應該采取采空區(qū)瓦斯治理措施。 本文通過理論分析、FLUENT數(shù)值模擬以及現(xiàn)場工業(yè)驗證的方法,對袁店一礦1011綜采面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)進行了研究分析。首先針對綜采工作面采空區(qū)上覆巖層破壞規(guī)律以及區(qū)帶內(nèi)孔隙率與碎脹系數(shù)進行了分析,且結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù),找出了覆巖破壞的區(qū)帶劃分情況,冒落帶區(qū)域為0-13.04m,導氣帶最大高度區(qū)域為33.58～44.78m；然后,對影響采空區(qū)瓦斯涌出的因素以及采空區(qū)瓦斯涌出量計算方法進行了研究分析,掌握了袁店一礦綜采面采空區(qū)瓦斯涌出情況,工作面的瓦斯涌出量為25.28m3/min,采空區(qū)的涌出量為14.86m3/min。同時,應用多孔介質(zhì)流體力學和采空區(qū)瓦斯流動規(guī)律等理論建立采空區(qū)氣體流動數(shù)學模型,并用FLUENT軟件對采空區(qū)的流場進行了模擬研究。本文模擬了無瓦斯抽采(即只有U型通風)、埋管抽采(埋管深度分別為10米、35米、60米)以及埋管和高位鉆孔共同抽采等情況下的三維瓦斯流動狀態(tài),并且對這幾種情況下的工作面采空區(qū)內(nèi)瓦斯分布特點進行了對比分析,得出高位鉆孔和埋管共同抽采措施能夠很好的降低采空區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)舛?減少采空區(qū)內(nèi)的瓦斯流向工作面。最后,通過在袁店一礦1011綜采面采空區(qū)的現(xiàn)場驗證,經(jīng)過考察高位鉆孔和埋管共同抽采下的效果,得出結(jié)論：利用高位鉆孔和埋管共同抽采能夠抽采到大量瓦斯,高位鉆孔和埋管平均抽采分別達到26.72%、7.29%,同時上隅角和回風巷濃度分別降低到0.32%、0.27%,解決了瓦斯超限的問題,起到了良好的社會價值和經(jīng)濟效益。
【關(guān)鍵詞】：采空區(qū) 瓦斯治理 瓦斯抽采 三維數(shù)值模擬
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1. 緒論14-22
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.2.1 采空區(qū)瓦斯流動規(guī)律研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)研究進展17-18
• 1.2.3 CFD技術(shù)采空區(qū)瓦斯流場模擬的應用研究18-19
• 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線19-22
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容19
• 1.3.2 研究技術(shù)路線19-22
• 2. 綜采工作面采空區(qū)上覆巖層破壞規(guī)律22-34
• 2.1 礦井地質(zhì)基本情況22-24
• 2.1.1 礦井地質(zhì)構(gòu)造特征22
• 2.1.2 煤層賦存特征及頂?shù)装鍘r層特征22-24
• 2.2 綜采工作面上覆巖破壞基本特征24-30
• 2.2.1 豎直方向覆巖破壞特征26-28
• 2.2.2 橫向方向巖層破壞特征28-29
• 2.2.3 采動裂隙分布的“0”形圈理論29-30
• 2.3 水平方向垮落巖層特征參數(shù)30-31
• 2.4 豎直方向冒落帶和導氣帶高度31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3. 綜采工作面采空區(qū)瓦斯涌出分析34-46
• 3.1 采空區(qū)瓦斯涌出特征34-35
• 3.2 采空區(qū)瓦斯涌出的影響因素35-40
• 3.2.1 自然賦存條件因素35-36
• 3.2.2 開采技術(shù)因素36-40
• 3.3 采空區(qū)瓦斯涌出量的計算理論40-45
• 3.3.1 采空區(qū)瓦斯涌出量作圖法估算41-42
• 3.3.2 應用回風巷中老頂垮落前、后瓦斯涌出量變化估算42
• 3.3.3 采空區(qū)瓦斯涌出分源計算法42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4. 綜采工作面采空區(qū)瓦斯流場數(shù)學模型建立46-58
• 4.1 采空區(qū)多孔介質(zhì)性質(zhì)46-48
• 4.1.1 多孔介質(zhì)的含義46
• 4.1.2 多孔介質(zhì)的相關(guān)參數(shù)46-48
• 4.2 采空區(qū)瓦斯的運移規(guī)律48-51
• 4.2.1 采空區(qū)瓦斯的升浮48
• 4.2.2 采空區(qū)瓦斯的擴散48-50
• 4.2.3 采空區(qū)瓦斯的聚集50-51
• 4.3 采空區(qū)氣體流動數(shù)學模型51-57
• 4.3.1 層流與湍流流動方程51-52
• 4.3.2 連續(xù)性方程52-54
• 4.3.3 動量守恒方程54-55
• 4.3.4 瓦斯質(zhì)量守恒方程55-56
• 4.3.5 方程定解條件56
• 4.3.6 采空區(qū)瓦斯流動的數(shù)學模型通用形式56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5. 綜采工作面瓦斯抽采數(shù)值模擬分析58-76
• 5.1 FLUENT軟件概況及功能58-60
• 5.1.1 FLUENT軟件的基本程序結(jié)構(gòu)58-59
• 5.1.2 FLUENT求解方法的選擇59-60
• 5.2 采空區(qū)幾何模型建立及模擬參數(shù)確定60-64
• 5.2.1 采空區(qū)的相關(guān)假設(shè)60
• 5.2.2 幾何模型建立及網(wǎng)格劃分60-62
• 5.2.3 模擬參數(shù)的確定62-64
• 5.3 采空區(qū)瓦斯抽采數(shù)值模擬結(jié)果及分析64-75
• 5.3.1 采空區(qū)只有U型通風時模擬結(jié)果64-67
• 5.3.2 采空區(qū)埋管抽采時模擬結(jié)果67-72
• 5.3.3 采空區(qū)埋管和高位鉆孔抽采時模擬結(jié)果72-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 6. 綜采面采空區(qū)瓦斯抽采現(xiàn)場驗證76-88
• 6.1 礦井概況及工作面基本情況76
• 6.1.1 礦井概況76
• 6.1.2 工作面基本情況76
• 6.2 采空區(qū)瓦斯抽采措施的實施76-80
• 6.2.1 高位鉆孔的布置參數(shù)77-80
• 6.2.2 埋管布置參數(shù)80
• 6.3 瓦斯抽采效果考察80-86
• 6.4 本章小結(jié)86-88
• 7. 結(jié)論與展望88-90
• 7.1 結(jié)論88-89
• 7.2 展望89-90
• 參考文獻90-94
• 致謝94-96
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果96

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：袁店一礦1011綜采面采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)研究及應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：352053