隨著淺部煤炭資源的持續(xù)開發(fā),礦井開采強(qiáng)度不斷增大,工作面瓦斯涌出超限己成為了制約煤礦安全生產(chǎn)的瓶頸。工作面瓦斯涌出的主要來源是采空區(qū)瓦斯涌出,所以要治理工作面瓦斯涌出超限就有必要先搞清楚瓦斯在采空區(qū)內(nèi)的濃度分布和運(yùn)移規(guī)律。瓦斯在采空區(qū)運(yùn)移的主要驅(qū)動(dòng)力是漏風(fēng),漏風(fēng)又是采空區(qū)上隅角瓦斯?jié)舛瘸藓瓦z煤自燃的直接原因。在停風(fēng)和無其他驅(qū)動(dòng)力下,瓦斯運(yùn)移依靠采空區(qū)內(nèi)的瓦斯涌出源項(xiàng)驅(qū)趕空氣向壓力邊界上流動(dòng),形成滲流場(chǎng),強(qiáng)度由瓦斯涌出源項(xiàng)強(qiáng)度而定,通常比較微弱,瓦斯涌出也十分緩慢,故本文不考慮在此驅(qū)動(dòng)力情況下的瓦斯運(yùn)移規(guī)律。本文主要研究沒有瓦斯抽采（以U型通風(fēng)為例）、僅有瓦斯尾巷排放即U+L型通風(fēng)系統(tǒng)、高位鉆孔組和瓦斯尾巷同時(shí)抽排所形成的三種風(fēng)流場(chǎng)下的采空區(qū)漏風(fēng)規(guī)律以及漏風(fēng)作用下的瓦斯運(yùn)移規(guī)律。本文首先分析了覆巖層結(jié)構(gòu),瓦斯涌出源和影響瓦斯涌出因素等瓦斯運(yùn)移的外部環(huán)境,通過多孔介質(zhì)基礎(chǔ)理論系統(tǒng)總結(jié)了采空區(qū)瓦斯運(yùn)移特征和采空區(qū)瓦斯流動(dòng)基本規(guī)律。又以相似理論為基礎(chǔ)探討了建立相似模擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ退裱南嗨贫ɡ?相似條件和相似準(zhǔn)則。本文用瓦斯流動(dòng)理論和相似理論作為基礎(chǔ),以沙曲礦14025工作面實(shí)際尺寸為原型建... 

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 采空區(qū)風(fēng)流滲流力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 采空區(qū)瓦斯運(yùn)移理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 采空區(qū)相似模擬試驗(yàn)研究的發(fā)展
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容、方法及技術(shù)路線
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 論文研究技術(shù)路線
第二章 采空區(qū)漏風(fēng)及瓦斯運(yùn)移理論研究
    2.1 采空區(qū)煤巖體結(jié)構(gòu)及碎脹特性
        2.1.1 采空區(qū)覆巖基本結(jié)構(gòu)及特征
        2.1.2 自然堆積區(qū)巖體碎脹特性
        2.1.3 載荷影響區(qū)巖體碎脹特性
        2.1.4 壓實(shí)穩(wěn)定區(qū)巖體碎脹特性
    2.2 瓦斯涌出來源分析及影響瓦斯涌出因素
        2.2.1 采空區(qū)瓦斯涌出來源分析
        2.2.2 影響采空區(qū)瓦斯涌出因素
    2.3 多孔介質(zhì)基礎(chǔ)理論
        2.3.1 多孔介質(zhì)的概念及特征
        2.3.2 多孔介質(zhì)主要參數(shù)
        2.3.3 流體在多孔介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)
    2.4 采空區(qū)瓦斯運(yùn)移特征
        2.4.1 采空區(qū)瓦斯的升浮
        2.4.2 采空區(qū)瓦斯的擴(kuò)散
        2.4.3 空氣流動(dòng)對(duì)瓦斯的對(duì)流運(yùn)移
        2.4.4 采空區(qū)瓦斯的運(yùn)移與積聚
    2.5 采空區(qū)瓦斯流動(dòng)狀態(tài)與流動(dòng)基本方程
        2.5.1 采場(chǎng)瓦斯流動(dòng)狀態(tài)
        2.5.2 采空區(qū)瓦斯流動(dòng)基本方程
    2.6 本章小結(jié)
第三章 相似模擬試驗(yàn)理論基礎(chǔ)
    3.1 相似理論
        3.1.1 相似理論的概念
        3.1.2 相似定理
        3.1.3 相似條件
        3.1.4 量綱分析
        3.1.5 流體力學(xué)常用相似準(zhǔn)則
    3.2 相似模擬試驗(yàn)
        3.2.1 相似模擬試驗(yàn)研究概念
        3.2.2 相似模擬試驗(yàn)的應(yīng)用與意義
    3.3 本章小結(jié)
第四章 采空區(qū)漏風(fēng)規(guī)律和瓦斯運(yùn)移規(guī)律相似模擬試驗(yàn)研究
    4.1 綜采面采空區(qū)相似模擬試驗(yàn)驅(qū)動(dòng)力分析
        4.1.1 采空區(qū)驅(qū)動(dòng)力分析
        4.1.2 三種驅(qū)動(dòng)力下通風(fēng)系統(tǒng)及抽采方式特征
    4.2 相似理論在相似材料模擬試驗(yàn)的應(yīng)用
        4.2.1 14205工作面簡(jiǎn)介
        4.2.2 巷道相似
        4.2.3 采場(chǎng)相似
    4.3 相似模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)及構(gòu)成
        4.3.1 試驗(yàn)?zāi)康募叭蝿?wù)
        4.3.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹黧w部分設(shè)計(jì)
        4.3.3 試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷耐L(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.3.4 試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒煽諈^(qū)相似材料的確定與充填
        4.3.5 試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷耐咚贯尫畔到y(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.3.6 試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷牟杉c測(cè)試系統(tǒng)
    4.4 試驗(yàn)方法和參數(shù)測(cè)定
    4.5 相似模擬試驗(yàn)結(jié)果
        4.5.1 無瓦斯抽放單一驅(qū)動(dòng)力(U型通風(fēng)系統(tǒng))相似試驗(yàn)結(jié)果
        4.5.2 尾巷瓦斯抽排多種驅(qū)動(dòng)力即U+L通風(fēng)系統(tǒng)(兩進(jìn)一回)相似試驗(yàn)結(jié)果
        4.5.3 尾巷瓦斯抽排和高位鉆孔組多種驅(qū)動(dòng)力相似實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 本文主要結(jié)論
    5.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
攻讀學(xué)位期間所發(fā)表學(xué)術(shù)論文及科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]采空區(qū)自然發(fā)火位置相似模擬模型[J]. 陳長(zhǎng)華,王真.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(S2)
[2]不規(guī)則介質(zhì)采場(chǎng)氣體滲流問題的模糊數(shù)值解研究[J]. 郭嗣琮.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2004(02)
[3]綜放開采采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律的模擬試驗(yàn)研究[J]. 秦躍平,朱建芳,陳永權(quán),譚昆.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2003(11)
[4]采場(chǎng)模糊滲流定解問題的可表示性[J]. 郭嗣琮.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(01)
[5]采空區(qū)遺煤自燃帶確定及風(fēng)流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 崔凱,張東海,楊勝?gòu)?qiáng).  山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2002(04)
[6]非均勻孔隙介質(zhì)工作面氣體穩(wěn)定滲流的模糊解研究[J]. 陳長(zhǎng)華,郭嗣琮.  煤炭學(xué)報(bào). 2002(05)
[7]采空區(qū)紊流漏風(fēng)相關(guān)系數(shù)的研究[J]. 邢玉忠,郭勇義,吳世躍.  煤炭學(xué)報(bào). 2001(05)
[8]鄰近層卸壓瓦斯越流規(guī)律的研究[J]. 梁運(yùn)培.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2000(01)
[9]采空區(qū)三維非穩(wěn)定流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型及熱力風(fēng)壓的計(jì)算[J]. 杜禮明,楊運(yùn)良.  焦作工學(xué)院學(xué)報(bào). 1999(03)
[10]上保護(hù)層保護(hù)范圍的固氣耦合分析[J]. 孫培德,鮮學(xué)福.  煤. 1999(01)

博士論文
[1]煤層變形與瓦斯運(yùn)移耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究[D]. 孔海陵.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]綜采面采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植技斑\(yùn)移規(guī)律試驗(yàn)研究[D]. 張運(yùn)增.太原理工大學(xué) 2011
[2]綜采面“U+L”兩進(jìn)一回通風(fēng)系統(tǒng)采場(chǎng)瓦斯運(yùn)移規(guī)律模擬研究[D]. 蘆倩.太原理工大學(xué) 2010
[3]“一進(jìn)兩回”工作面通風(fēng)系統(tǒng)瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究[D]. 李霞.太原理工大學(xué) 2010
[4]采空區(qū)發(fā)火位置數(shù)值模擬及相似材料模擬研究[D]. 王真.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2009
[5]綜放工作面采空區(qū)風(fēng)流場(chǎng)分析研究[D]. 胡英俊.山東科技大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3651697