發(fā)布時(shí)間：2023-08-17 19:58

　　注氮驅(qū)替煤層甲烷是強(qiáng)化抽采煤層瓦斯的一種新方法，是瓦斯治理的一種新理念。注氣影響半徑時(shí)效特性是井下注氣促排煤層甲烷的一個(gè)重要參數(shù)。 本文首先在石港煤礦進(jìn)行了煤層注氣影響半徑的現(xiàn)場試驗(yàn)和考查，測試煤巷兩幫煤體在注氣過程中排放孔的流量變化，通過流量的變化幅度來確定鉆孔注氣驅(qū)替煤層甲烷影響半徑，現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，注氣影響半徑隨注氣時(shí)間的增加而增加，但不會無限增加，發(fā)現(xiàn)注氣影響半徑在煤層的層理方向和垂直層理方向上具有差異性。 依據(jù)瓦斯?jié)B流理論、瓦斯擴(kuò)散理論、多元?dú)怏w競爭吸附理論、能量守恒理論以及理想氣體狀態(tài)方程，建立了注氣驅(qū)替置換煤層甲烷模型，利用專業(yè)模擬軟件Comsol Multiphysics，模擬了不同注氣壓力、不同注氣時(shí)間下的注氣影響半徑，通過比對數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩者結(jié)果基本吻合；在數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上研究了注氣影響半徑的時(shí)效特性，并定量分析了注氣影響半徑在煤層層理方向和垂直層理方向上的差異差存在形如△R=0.1195t^0.272的冪指函數(shù)關(guān)系。 對數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行回歸分析，得到了在煤層透氣性、注氣鉆孔孔徑一定的前提下的注氣影響半徑R與注氣時(shí)間t、...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 問題的提出及選題意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 注氣驅(qū)替煤層甲烷國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鉆孔影響半徑國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究內(nèi)容
    1.4 研究思路與特色
    1.5 論文技術(shù)路線
2 鉆孔注氣影響半徑及測試方法
    2.1 鉆孔抽采影響半徑/有效影響半徑
    2.2 鉆孔抽采影響半徑/有效影響半徑測試方法
        2.2.1 氣體示蹤法測試鉆孔抽采影響半徑
        2.2.2 壓力法測試鉆孔抽采有效影響半徑
    2.3 鉆孔有效排放半徑測試方法
        2.3.1 流量測試法
        2.3.2 鉆屑解吸指標(biāo)測試法
    2.4 計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬法
        2.4.1 滲流理論
        2.4.2 擴(kuò)散理論
    2.5 鉆孔注氣影響半徑測試方法
    2.6 本章小結(jié)
3 鉆孔注氣驅(qū)替煤層甲烷影響半徑現(xiàn)場試驗(yàn)
    3.1 試驗(yàn)礦井概況
        3.1.1 區(qū)域防突措施現(xiàn)狀
        3.1.2 局部防突措施現(xiàn)狀
    3.2 鉆孔注氣驅(qū)替煤層甲烷工藝介紹
        3.2.1 注氣驅(qū)替煤層甲烷概念
        3.2.2 注氣驅(qū)替煤層甲烷氣源確定
        3.2.3 注氣驅(qū)替煤層甲烷的分類
        3.2.4 注氣驅(qū)替煤層甲烷系統(tǒng)
    3.3 注氣鉆孔影響半徑測試
        3.3.1 試驗(yàn)鉆孔布置及參數(shù)
        3.3.2 試驗(yàn)鉆孔參數(shù)
        3.3.3 注氣影響半徑結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
4 鉆孔注氣驅(qū)替煤層甲烷影響半徑數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)學(xué)模型建立
        4.1.1 基本假設(shè)
        4.1.2 煤層瓦斯流動(dòng)數(shù)學(xué)模型建立
        4.1.3 注氣驅(qū)替煤層甲烷方程的定解條件
        4.1.4 數(shù)值模擬軟件的確定
    4.2 鉆孔注氣有效影響半徑數(shù)值模擬結(jié)果
        4.2.1 注氣壓力 0.5MPA 模擬情況
        4.2.2 注氣壓力 0.8MPA 模擬情況
        4.2.3 注氣壓力 1.2MPA 模擬情況
        4.2.4 注氣壓力 1.6MPA 模擬情況
        4.2.5 注氣壓力 2MPA 模擬情況
    4.3 數(shù)值模擬與現(xiàn)場試驗(yàn)對比
    4.4 層理方向和層理方向上注氣影響半徑的差異性模擬
        4.4.1 注氣影響半徑在層理方向和垂直層理方向的模擬
        4.4.2 模擬結(jié)果分析
        4.4.3 鉆孔注氣影響半徑差異性分析
    4.5 影響注氣影響半徑因素
    4.6 本章小結(jié)
5 鉆孔注氣影響半徑時(shí)效特性研究
    5.1 注氣半徑與注氣時(shí)間的定量關(guān)系分析
    5.2 注氣影響半徑與注氣時(shí)間、注氣壓力的定量關(guān)系
    5.3 注氣孔的合理布置參數(shù)
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
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本文編號：3842487