本文關(guān)鍵詞：頂板高位鉆孔瓦斯抽采數(shù)值模擬及應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：利用頂板高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯是現(xiàn)階段治理礦井瓦斯超限的一種重要手段，對(duì)礦井瓦斯抽采有著較大的影響。本文系統(tǒng)總結(jié)了采空區(qū)內(nèi)瓦斯的滲流特征以及瓦斯的分布規(guī)律，對(duì)頂板高位鉆孔的機(jī)理、頂板高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)進(jìn)行了分析，結(jié)合某礦Ⅲ4423工作面的實(shí)際情況，采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等手段，對(duì)頂板高位鉆孔抽采瓦斯條件下采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了全面的研究。 采用流體力學(xué)相關(guān)知識(shí)，結(jié)合Ⅲ4423工作面的實(shí)際情況，利用Gambit建立簡(jiǎn)化的采空區(qū)物理模型，結(jié)合計(jì)算流體力學(xué)的相關(guān)理論得到了采空區(qū)瓦斯運(yùn)移計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，同時(shí)總結(jié)Fluent模擬采空區(qū)瓦斯在未抽采和頂板高位鉆孔抽采瓦斯兩種不同條件瓦斯運(yùn)移規(guī)律，，并對(duì)比了不同頂板高位鉆孔抽采參數(shù)的條件下，采空區(qū)瓦斯的運(yùn)移規(guī)律變化。 在對(duì)Ⅲ4423工作面實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上，利用分源法預(yù)測(cè)采空區(qū)瓦斯涌出量，計(jì)算并得到了Ⅲ4423工作面采空區(qū)瓦斯的涌出量。根據(jù)覆巖的碎脹系數(shù)估算出了采空區(qū)冒落帶和裂隙帶的大致高度，采空區(qū)冒落帶內(nèi)各個(gè)不同區(qū)域的滲透率以及粘性阻力系數(shù)通過(guò)基礎(chǔ)理論計(jì)算得到，為數(shù)值模擬提供了相應(yīng)的理論支持。 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的九組高位鉆孔可知，Ⅲ4423工作面頂板高位鉆孔瓦斯抽采量最大為二號(hào)鉆場(chǎng)的19821.74m3，最低的抽放量為第九組8093.66m3組，所取的九組高位鉆孔的瓦斯平均抽放瓦斯量為14931.23m3，整體效果不錯(cuò)。對(duì)Ⅲ4423工作面采空區(qū)頂板高位鉆孔抽采瓦斯的影響因素進(jìn)行分析，結(jié)合數(shù)值模擬的結(jié)果，提出了頂板高位鉆孔的優(yōu)化措施。
【關(guān)鍵詞】：頂板高位鉆孔 運(yùn)移規(guī)律 數(shù)值模擬 瓦斯抽采
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 多孔介質(zhì)滲透系數(shù)研究概況11-12
• 1.2.2 采空區(qū)瓦斯?jié)B流理論研究概況12-14
• 1.2.3 采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬研究概況14-15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容15
• 1.4 研究意義15
• 1.5 研究方法15-18
• 第二章 采空區(qū)瓦斯?jié)B流特征及分布規(guī)律18-30
• 2.1 采空區(qū)瓦斯?jié)B流影響分析18-22
• 2.1.1 采空區(qū)瓦斯涌出源18-19
• 2.1.2 采空區(qū)瓦斯涌出量計(jì)算方法19-21
• 2.1.3 采空區(qū)多孔介質(zhì)的滲透率21-22
• 2.2 采空區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)B流模型22-25
• 2.2.1 采空區(qū)瓦斯?jié)B流流固耦合場(chǎng)作用22-23
• 2.2.2 采空區(qū)瓦斯流動(dòng)數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.3 采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律25-27
• 2.3.1 本煤層采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律25-26
• 2.3.2 鄰近層瓦斯涌入采空區(qū)后瓦斯運(yùn)移分布規(guī)律26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-30
• 第三章 覆巖裂隙變化及鉆孔布置參數(shù)研究30-42
• 3.1 覆巖裂隙變化規(guī)律研究30-34
• 3.1.1 采動(dòng)裂隙的形成與分類30-32
• 3.1.2 采動(dòng)裂隙“O”形圈理論32-33
• 3.1.3 采動(dòng)裂隙橢拋帶理論33-34
• 3.2 采空區(qū)覆巖碎脹系數(shù)研究34-36
• 3.2.1 自然堆積區(qū)的碎脹特性34-35
• 3.2.2 載荷影響區(qū)的碎脹特性35
• 3.2.3 壓實(shí)穩(wěn)定區(qū)的碎脹特性35-36
• 3.3 頂板高位鉆孔抽采瓦斯技術(shù)36-40
• 3.3.1 頂板高位鉆孔終孔布置36-37
• 3.3.2 頂板高位鉆孔參數(shù)設(shè)置37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第四章 采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬42-64
• 4.1 采空區(qū)CFD模擬方法與原理42-46
• 4.1.1 Fluent軟件介紹42-43
• 4.1.2 Fluent數(shù)值模擬數(shù)學(xué)模型43-46
• 4.2 數(shù)值模擬參數(shù)和模型的簡(jiǎn)化46-53
• 4.2.1 Ⅲ4423工作面采空區(qū)簡(jiǎn)化物理模型46-48
• 4.2.2 Ⅲ4423 數(shù)值模擬參數(shù)48-53
• 4.3 Ⅲ4423工作面采空區(qū)瓦斯分布數(shù)值模擬53-62
• 4.3.1 Ⅲ4423工作面采空區(qū)瓦斯分布數(shù)值模擬(未抽采)53-56
• 4.3.2 Ⅲ4423工作面頂板高位鉆孔抽采瓦斯條件下采空區(qū)運(yùn)移規(guī)律56-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 頂板高位鉆孔抽采瓦斯試驗(yàn)研究64-74
• 5.1 礦井工作面概況64-65
• 5.1.1 工作面位置及概況64
• 5.1.2 工作面煤層情況64
• 5.1.3 工作面煤層頂?shù)装迩闆r64-65
• 5.1.4 工作面內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造情況65
• 5.2 采空區(qū)瓦斯儲(chǔ)積分析65-67
• 5.2.1 火成巖侵蝕對(duì)煤層與瓦斯儲(chǔ)積的影響分析66
• 5.2.2 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)煤層與瓦斯儲(chǔ)積的影響分析66-67
• 5.3 采空區(qū)瓦斯抽采方案及實(shí)施67-70
• 5.3.1 工作面布置情況67
• 5.3.2 頂板高位鉆孔終孔位置優(yōu)化67-68
• 5.3.3 采空區(qū)瓦斯抽采方案及實(shí)施68-70
• 5.4 頂板高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯效果分析70-73
• 5.4.1 頂板高位鉆孔抽放效率分析70-72
• 5.4.2 高位鉆場(chǎng)鉆孔抽放瓦斯量統(tǒng)計(jì)72
• 5.4.3 回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛?/span>72-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 第六章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 結(jié)論74
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)74-75
• 6.3 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-82
• 附錄A：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與項(xiàng)目82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 余楚新,鮮學(xué)福,譚學(xué)術(shù);煤層瓦斯流動(dòng)理論及滲流控制方程的研究[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1989年05期

2 齊慶杰,馮圣洪,白福臣,黃伯軒;采場(chǎng)三維穩(wěn)定滲流和瓦斯分布的數(shù)學(xué)模型及有限元解法[J];阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1990年03期

3 柏發(fā)松;采空區(qū)瓦斯上浮問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)研究[J];阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年04期

4 郭嗣琮,陳剛;不規(guī)則介質(zhì)采場(chǎng)模糊滲流的數(shù)學(xué)模型[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年05期

5 郭嗣琮;采場(chǎng)模糊滲流定解問(wèn)題的可表示性[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年01期

6 李宗翔;李建新;;W型通風(fēng)冒落采空區(qū)流場(chǎng)數(shù)值模擬計(jì)算[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

7 李永存;林愛(ài)暉;王海橋;劉榮華;;風(fēng)流脈動(dòng)下采空區(qū)流場(chǎng)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)工程科學(xué);2008年02期

8 何啟林;采空區(qū)瓦斯彌散流場(chǎng)的研究[J];焦作工學(xué)院學(xué)報(bào);1997年03期

9 李樹(shù)剛,石平五,錢(qián)鳴高;覆巖采動(dòng)裂隙橢拋帶動(dòng)態(tài)分布特征研究[J];礦山壓力與頂板管理;1999年Z1期

10 郭嗣琮;不規(guī)則介質(zhì)采場(chǎng)氣體滲流問(wèn)題的模糊數(shù)值解研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2004年02期

  本文關(guān)鍵詞：頂板高位鉆孔瓦斯抽采數(shù)值模擬及應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：353169