本文關(guān)鍵詞：塊狀煤體滲透特性實(shí)驗(yàn)研究及工程應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤層滲透性是瓦斯流動(dòng)理論的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容,含瓦斯煤的滲透率是反映瓦斯氣在煤層中滲流難易程度的重要指標(biāo),是標(biāo)志著煤層瓦斯抽采抽放難易程度的關(guān)鍵參數(shù),也是煤層瓦斯多場(chǎng)耦合的重要物性參數(shù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在吸收和發(fā)展多種學(xué)科理論的基礎(chǔ)上,通過(guò)大量的理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在對(duì)瓦斯氣體在煤層中的流動(dòng)理論研究上取得了眾多的寶貴成果。本碩士論文在總結(jié)和分析前人理論和實(shí)驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上,采取義安礦11061工作面的軟煤煤樣,創(chuàng)新地采用酚醛樹(shù)脂包裹原煤的方法來(lái)研究其透氣特性。通過(guò)搭建單軸塊狀煤體滲透性實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行塊狀煤體滲透特性的固氣耦合實(shí)驗(yàn)研究,旨在探索耦合作用下瓦斯氣體的流動(dòng)和煤巖體的固氣耦合特性,為煤與瓦斯突出機(jī)理和煤層瓦斯抽放方法提供理論依據(jù)。在理論方面分析并優(yōu)化了義安礦11061工作面瓦斯抽放方法,采用fluent軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬,驗(yàn)證了理論分析取得的參數(shù),本文的主要工作如下:1)針對(duì)原煤易破碎且不易加工成符合規(guī)格要求的試件,不利于進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),利用酚醛聚酯樹(shù)脂常溫下力學(xué)性能穩(wěn)定且凝固后酚醛聚酯樹(shù)脂透明度較高的特性,本實(shí)驗(yàn)采用酚醛聚酯樹(shù)脂進(jìn)行包裹煤樣,利用氮?dú)庾鳛榻橘|(zhì),搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行煤層滲透性的應(yīng)力—透氣耦合實(shí)驗(yàn)。2)采用垂直煤樣節(jié)理面加載應(yīng)力的方式,測(cè)得不同應(yīng)力大小及進(jìn)氣壓力條件下煤樣透氣量。通過(guò)計(jì)算分析可得:試驗(yàn)中煤樣的滲透率隨著垂直煤體裂隙節(jié)理面的軸壓增大而減小;隨著氣體壓力增加而減小,并且滲透率減小速度減緩。3)基于酚醛聚酯樹(shù)脂包裹原煤的方法明顯改進(jìn)了原有實(shí)驗(yàn)室測(cè)量煤層透氣性系數(shù)方法中存在的缺陷處,根據(jù)此方法在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的煤層透氣性系數(shù)比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量的結(jié)果僅高出54%,就原有實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)得的結(jié)果來(lái)比較,數(shù)值準(zhǔn)確率明顯得到提高。4)實(shí)驗(yàn)采用的原煤取樣點(diǎn)煤礦屬于高瓦斯礦井,本文采用理論分析計(jì)算與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)11061綜采工作面瓦斯抽放參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)對(duì)瓦斯抽放鉆孔間距、抽放時(shí)間及抽放孔深度等參數(shù)的理論計(jì)算分析和數(shù)值模擬,得到了瓦斯抽放的優(yōu)化參數(shù)。瓦斯抽放參數(shù)的優(yōu)化,明顯提高了瓦斯抽放效率,回風(fēng)巷中瓦斯?jié)舛扔辛嗣黠@地降低,工作面斷電次數(shù)減少,確保了工作面安全、高效地進(jìn)行生產(chǎn)。為義安煤礦的綜合瓦斯抽放提供一個(gè)科學(xué)的、量化的參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯 滲透率 固氣耦合 煤層透氣性系數(shù) 瓦斯抽放
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD712
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 研究背景及意義12-14
• 1.2 瓦斯流動(dòng)理論研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 線(xiàn)性瓦斯流動(dòng)理論14-15
• 1.2.2 非線(xiàn)性瓦斯流動(dòng)理論15-16
• 1.2.3 線(xiàn)性瓦斯擴(kuò)散理論16
• 1.2.4 瓦斯?jié)B透擴(kuò)散理論16
• 1.2.5 地物場(chǎng)效應(yīng)的煤層瓦斯流動(dòng)理論16-17
• 1.2.6 多煤層系統(tǒng)瓦斯越流理論17-18
• 1.3 煤體滲透試驗(yàn)研究18
• 1.4 瓦斯抽放發(fā)展及現(xiàn)狀18-19
• 1.4.1 國(guó)外瓦斯抽放現(xiàn)狀18
• 1.4.2 我國(guó)瓦斯抽放現(xiàn)狀18-19
• 1.5 存在的問(wèn)題19-20
• 1.6 研究工作20-23
• 1.6.1 研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.6.2 研究技術(shù)路線(xiàn)21-22
• 1.6.3 研究特色22-23
• 第二章 原煤試件制備23-39
• 2.1 取樣礦井概況23-24
• 2.2 取樣煤層基本情況24
• 2.3 取樣工作面情況24-27
• 2.3.1 取樣工作面概況24-25
• 2.3.2 取樣工作面瓦斯地質(zhì)概況25-26
• 2.3.3 生產(chǎn)系統(tǒng)26-27
• 2.4 礦井瓦斯突出情況27-28
• 2.5 原煤試件設(shè)計(jì)28-34
• 2.5.1 包裹材料的選擇28-30
• 2.5.2 澆注原料成分配比研究30-34
• 2.6 試件制備過(guò)程34-37
• 2.6.1 原煤取樣及加工34-35
• 2.6.2 試件制備方法35-37
• 2.6.3 原煤透明包裹體37
• 2.7 本章小結(jié)37-39
• 第三章 滲透率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)39-49
• 3.1 滲透率的定義及測(cè)定方法39-40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)步驟40-44
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建40-41
• 3.2.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備41-42
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)方案42-44
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)44-48
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果44
• 3.3.2 軸壓對(duì)煤體滲透率的影響和分析44-46
• 3.3.3 進(jìn)氣氣體壓力對(duì)煤體滲透率的影響和分析46-47
• 3.3.4 原煤體積對(duì)滲透率的影響和分析47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第四章 工程應(yīng)用49-64
• 4.1 實(shí)驗(yàn)室煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定49-52
• 4.2 煤層瓦斯基本參數(shù)52-53
• 4.3 工作面瓦斯來(lái)源分析53-54
• 4.4 礦井瓦斯涌出來(lái)源及構(gòu)成分析54-56
• 4.4.1 開(kāi)采層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)54-55
• 4.4.2 臨近層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)55-56
• 4.4.3 采空區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)56
• 4.5 工作面瓦斯抽放方法的確定56-57
• 4.6 工作面瓦斯抽放參數(shù)設(shè)計(jì)57-62
• 4.6.1 鉆孔間距確定57-59
• 4.6.2 鉆孔深度確定59-60
• 4.6.3 合理抽放時(shí)間確定60-61
• 4.6.4 鉆孔直徑確定61-62
• 4.6.5 抽放負(fù)壓確定62
• 4.6.6 優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)與原參數(shù)統(tǒng)計(jì)62
• 4.7 本章小結(jié)62-64
• 第五章 瓦斯抽放數(shù)值模擬分析64-73
• 5.1 FLUENT軟件介紹64-66
• 5.2 建模模擬及分析66-71
• 5.2.1 Gambit建模66-68
• 5.2.2 FLUENT模擬68-71
• 5.3 優(yōu)化前后效果對(duì)比71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論與展望73-74
• 6.1 結(jié)論73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-79
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與科研項(xiàng)目79-80

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1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

  本文關(guān)鍵詞：塊狀煤體滲透特性實(shí)驗(yàn)研究及工程應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：384903