發(fā)布時(shí)間：2022-10-21 17:42

　　煤層注水作為一種廣泛使用的潤濕技術(shù),它因有效地包裹了煤體的每一個(gè)細(xì)小部分,進(jìn)而改變煤體的物理力學(xué)性質(zhì),最終起到了很好的降塵作用。同時(shí),水分進(jìn)入煤體后,使煤體結(jié)構(gòu)變得松散和容易割落,降低了沖擊地壓及煤震造成礦井垮塌的風(fēng)險(xiǎn)。然而,煤層注水作為一項(xiàng)災(zāi)害綜合治理技術(shù),缺少全面系統(tǒng)的研究。特別是在工程預(yù)案的制定過程中,無法量化分析斷層與煤體裂隙對(duì)注水效果的影響,導(dǎo)致中國煤礦的煤層注水效果普遍較差。因此,本文在結(jié)合礦井規(guī)程圖并參考大量三軸壓縮實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將煤礦的復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造拆解為基本斷層與裂隙,并逐一分析其對(duì)注水效果的影響。同時(shí),借助MATLAB編程建立了包含大量采動(dòng)裂隙的煤體模型,以精準(zhǔn)仿真礦壓動(dòng)壓區(qū)煤體的注水效果。針對(duì)礦井實(shí)際情況設(shè)計(jì)了分區(qū)式注水方案,并進(jìn)行了注水效果的模擬分析,得到了滲流壓力、速度與水分增量的量化分布及變化結(jié)果。研究結(jié)果表明:斷層發(fā)生轉(zhuǎn)折、交叉及貫穿注水孔處,水分增量明顯高于其他區(qū)域。相對(duì)于無預(yù)制斷層煤體,在120 h內(nèi),15 MPa壓力下,預(yù)制平面斷層煤體增加的82.78 m3單孔注水量,預(yù)制曲面斷層煤體增加的70.94 m3單孔注水量均集中于此;水分增量場(chǎng)與滲流壓力場(chǎng)、... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
2 煤層注水基本理論
    2.1 煤層注水潤濕機(jī)理
    2.2 多孔介質(zhì)滲流理論
    2.3 流體層流基本理論
    2.4 本章小結(jié)
3 斷層構(gòu)造及采動(dòng)裂隙預(yù)設(shè)機(jī)理
    3.1 煤體斷層平曲面分解組合
    3.2 采動(dòng)裂隙預(yù)設(shè)機(jī)理
    3.3 本章小結(jié)
4 煤層注水多物理場(chǎng)耦合滲流模擬分析
    4.1 礦壓靜壓區(qū)注水?dāng)?shù)值模擬
    4.2 礦壓動(dòng)壓區(qū)注水?dāng)?shù)值模擬
    4.3 本章小結(jié)
5 工程應(yīng)用
    5.1 主要研究礦井概況
    5.2 注水效果
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介及研究生期間學(xué)術(shù)與學(xué)業(yè)成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]多孔連續(xù)介質(zhì)滲透壓力對(duì)變形應(yīng)力影響的數(shù)值模擬方法探討[J]. 張國新.  水利學(xué)報(bào). 2017(06)
[3]中國煤礦安全生產(chǎn)存在的問題及應(yīng)對(duì)措施[J]. 王華民.  能源與節(jié)能. 2016(11)
[4]煤層頂板砂巖裂隙水滲流場(chǎng)數(shù)值模擬研究[J]. 高俊,宋馬可.  地下水. 2016(04)
[5]基于預(yù)設(shè)隨機(jī)裂隙的煤層注水?dāng)?shù)值模擬研究[J]. 周剛,徐茂,邱晗.  山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(02)
[6]采動(dòng)煤巖滲透率演化模型及數(shù)值模擬[J]. 張春會(huì),趙鶯菲,王來貴,于永江.  巖土力學(xué). 2015(08)
[7]煤的清潔利用是調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)[J]. 張瑩婷.  工業(yè)爐. 2014(04)
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[10]高壓注水煤層力學(xué)特性演化數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[J]. 張春華,劉澤功,王佰順,李連崇,祝興虎.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2009(S2)

博士論文
[1]含瓦斯煤體損傷破壞特征及瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究[D]. 孟磊.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[2]深部開采上覆巖層中采動(dòng)裂隙網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)律研究[D]. 王志國.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2011

碩士論文
[1]煤層注水滲流特性研究及數(shù)值模擬分析[D]. 王志生.安徽理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3696093