為了更加準(zhǔn)確的認(rèn)識和總結(jié)采空區(qū)瓦斯流動的規(guī)律，加深對孔隙、裂隙結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律的研究，研究孔隙、裂隙結(jié)構(gòu)的演化規(guī)律與滲流的聯(lián)系，論文主要陳述了大量的文獻(xiàn)資料內(nèi)容，運用巖石力學(xué)、分形巖石力學(xué)、滲流力學(xué)、斷裂力學(xué)、有限元分析等交叉學(xué)科的理論，推導(dǎo)了公式的新形式以及某些公式的延伸，采用理論推導(dǎo)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，用FLUENT軟件模擬采空區(qū)在加與未加高抽巷的情況下瓦斯流動規(guī)律，讓以往的有關(guān)采空區(qū)瓦斯流動規(guī)律的經(jīng)驗認(rèn)識和文字總結(jié)在一種新的形勢下得到數(shù)值體現(xiàn)。論文主要得到以下幾點結(jié)論：1．給出了裂隙分維與臨界破壞應(yīng)力的關(guān)系；推出了應(yīng)力波影響下裂隙擴展加速度公式，還給出了轉(zhuǎn)角形式的裂隙動態(tài)斷裂準(zhǔn)則；導(dǎo)出了由裂隙集度或裂隙分形維數(shù)表示的滲透系數(shù)的表達(dá)式；采用平行裂隙滲流的立方定律推導(dǎo)裂隙中氣體流動滲透系數(shù)的表達(dá)式；由瓦斯氣體分子擴散通量表達(dá)式推導(dǎo)了有風(fēng)流（非靜止）條件下的瓦斯擴散特性。2．用瓦斯含量的拋物線型表達(dá)式重新推導(dǎo)了多孔介質(zhì)有效應(yīng)力原理及煤巖膨脹應(yīng)力和膨脹線應(yīng)變公式；用瓦斯含量的拋物線型表達(dá)式重新給出了多孔介質(zhì)流固耦合的滲流場方程。3．對鉆孔周圍煤體中瓦斯流入鉆孔的總流量計算公式進(jìn)行了積分... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤巖體裂隙場演化研究現(xiàn)狀
        1.2.2 煤層瓦斯?jié)B流理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 瓦斯抽放的研究現(xiàn)狀
    1.3 目前研究存在的不足
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容和研究方法
2 采空區(qū)圍巖裂隙結(jié)構(gòu)與瓦斯流動規(guī)律研究
    2.1 引言
    2.2 煤巖的裂隙特征
    2.3 裂隙分維與臨界破壞應(yīng)力的關(guān)系
        2.3.1 Griffith 理論新解
        2.3.2 引入裂隙分形維數(shù)
        2.3.3 損傷因子的分維表示
    2.4 應(yīng)力波對裂隙演化的影響
    2.5 裂隙集度與滲透系數(shù)的關(guān)系
    2.6 裂隙變形對滲流規(guī)律的影響
    2.7 采動裂隙帶內(nèi)的瓦斯擴散特性
    2.8 本章小結(jié)
3 采空區(qū)圍巖孔隙結(jié)構(gòu)與瓦斯流動規(guī)律研究
    3.1 引言
    3.2 煤巖孔隙的分類與影響因素
    3.3 煤巖的多孔介質(zhì)特性
        3.3.1 吸附和解吸特性
        3.3.2 多孔介質(zhì)的比面
        3.3.3 多孔介質(zhì)的壓縮性
        3.3.4 多孔介質(zhì)的相對滲透率
    3.4 多孔介質(zhì)有效應(yīng)力原理
    3.5 多孔介質(zhì)流固耦合的滲流場方程
    3.6 本章小結(jié)
4 采空區(qū)瓦斯流動規(guī)律研究
    4.1 引言
    4.2 采空區(qū)瓦斯流動的基本規(guī)律
        4.2.1 采空區(qū)瓦斯流動的基本模型
        4.2.2 采空區(qū)瓦斯流動的基本方程
    4.3 含鉆孔圍巖瓦斯流動規(guī)律的研究
        4.3.1 瓦斯流動模型的相關(guān)假設(shè)
        4.3.2 瓦斯流動模型的建立與分析
        4.3.3 鉆孔瓦斯流量的理論計算
    4.4 煤層瓦斯?jié)B透性的影響因素
    4.5 本章小結(jié)
5 采空區(qū)瓦斯流動規(guī)律數(shù)值模擬研究
    5.1 FLUENT 軟件簡介
    5.2 數(shù)值模擬前處理
        5.2.1 幾何模型的建立
        5.2.2 模擬區(qū)參數(shù)設(shè)定
        5.2.3 邊界條件的設(shè)定
    5.3 求解結(jié)果與分析
        5.3.1 未抽采條件下采空區(qū)瓦斯分布特征
        5.3.2 抽采條件下采空區(qū)瓦斯分布特征
        5.3.3 數(shù)值模擬中的規(guī)律體現(xiàn)及不足
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鉆孔周圍煤體中瓦斯流動模型的理論研究[J]. 江丙友,林柏泉,朱傳杰,沈春明,姚倩.  煤礦安全. 2011(07)
[2]煤層滲透性變化影響因素分析[J]. 李祥春,聶百勝,王龍康,戴林超.  中國礦業(yè). 2011(06)
[3]煤巖體裂隙集度演化理論模型[J]. 劉向峰,汪有剛,張志靜.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(02)
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[5]高溫三軸應(yīng)力下無煙煤、氣煤煤體滲透特性的試驗研究[J]. 馮子軍,萬志軍,趙陽升,李根威,張源,王沖,朱南京.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2010(04)
[6]含瓦斯煤巖固氣耦合動態(tài)模型與數(shù)值模擬研究[J]. 尹光志,王登科,張東明,黃滾.  巖土工程學(xué)報. 2008(10)
[7]多孔巖石塑性壓縮本構(gòu)模型研究[J]. 謝守益,徐衛(wèi)亞,邵建富.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2005(17)
[8]煤巖體吸附膨脹變形與吸附熱力學(xué)的參數(shù)關(guān)系[J]. 吳世躍,趙文,郭勇義.  東北大學(xué)學(xué)報. 2005(07)
[9]三維應(yīng)力作用下單一裂縫中氣體滲流規(guī)律的理論與實驗研究[J]. 楊棟,趙陽升,胡耀青,常宗旭.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2005(06)
[10]煤與遠(yuǎn)程卸壓瓦斯安全高效共采試驗研究[J]. 程遠(yuǎn)平,俞啟香,袁亮,李平,劉永慶,童云飛.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2004(02)

碩士論文
[1]綜采面“U+L”兩進(jìn)一回通風(fēng)系統(tǒng)采場瓦斯運移規(guī)律模擬研究[D]. 蘆倩.太原理工大學(xué) 2010
[2]覆巖采動裂隙帶瓦斯運移規(guī)律及其抽取與利用研究[D]. 張正林.西安科技學(xué)院 2001



本文編號：3648514