本文關(guān)鍵詞：塊狀煤體滲透特性實驗研究及工程應(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理論的一項重要研究內(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),也是煤層瓦斯多場耦合的重要物性參數(shù)。國內(nèi)外學(xué)者在吸收和發(fā)展多種學(xué)科理論的基礎(chǔ)上,通過大量的理論分析和實驗驗證,在對瓦斯氣體在煤層中的流動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驗成果的基礎(chǔ)上,采取義安礦11061工作面的軟煤煤樣,創(chuàng)新地采用酚醛樹脂包裹原煤的方法來研究其透氣特性。通過搭建單軸塊狀煤體滲透性實驗平臺,進行塊狀煤體滲透特性的固氣耦合實驗研究,旨在探索耦合作用下瓦斯氣體的流動和煤巖體的固氣耦合特性,為煤與瓦斯突出機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軟件進行了數(shù)值模擬,驗證了理論分析取得的參數(shù),本文的主要工作如下:1)針對原煤易破碎且不易加工成符合規(guī)格要求的試件,不利于進行相關(guān)實驗,利用酚醛聚酯樹脂常溫下力學(xué)性能穩(wěn)定且凝固后酚醛聚酯樹脂透明度較高的特性,本實驗采用酚醛聚酯樹脂進行包裹煤樣,利用氮氣作為介質(zhì),搭建實驗平臺,進行煤層滲透性的應(yīng)力—透氣耦合實驗。2)采用垂直煤樣節(jié)理面加載應(yīng)力的方式,測得不同應(yīng)力大小及進氣壓力條件下煤樣透氣量。通過計算分析可得:試驗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)基于酚醛聚酯樹脂包裹原煤的方法明顯改進了原有實驗室測量煤層透氣性系數(shù)方法中存在的缺陷處,根據(jù)此方法在實驗室測得的煤層透氣性系數(shù)比現(xiàn)場實際測量的結(jié)果僅高出54%,就原有實驗室方法測得的結(jié)果來比較,數(shù)值準(zhǔn)確率明顯得到提高。4)實驗采用的原煤取樣點煤礦屬于高瓦斯礦井,本文采用理論分析計算與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對11061綜采工作面瓦斯抽放參數(shù)進行了優(yōu)化。通過對瓦斯抽放鉆孔間距、抽放時間及抽放孔深度等參數(shù)的理論計算分析和數(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、高效地進行生產(chǎn)。為義安煤礦的綜合瓦斯抽放提供一個科學(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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 瓦斯流動理論研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 線性瓦斯流動理論14-15
• 1.2.2 非線性瓦斯流動理論15-16
• 1.2.3 線性瓦斯擴散理論16
• 1.2.4 瓦斯?jié)B透擴散理論16
• 1.2.5 地物場效應(yīng)的煤層瓦斯流動理論16-17
• 1.2.6 多煤層系統(tǒng)瓦斯越流理論17-18
• 1.3 煤體滲透試驗研究18
• 1.4 瓦斯抽放發(fā)展及現(xiàn)狀18-19
• 1.4.1 國外瓦斯抽放現(xiàn)狀18
• 1.4.2 我國瓦斯抽放現(xiàn)狀18-19
• 1.5 存在的問題19-20
• 1.6 研究工作20-23
• 1.6.1 研究內(nèi)容20-21
• 1.6.2 研究技術(shù)路線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 滲透率的測定實驗39-49
• 3.1 滲透率的定義及測定方法39-40
• 3.2 實驗設(shè)計及實驗步驟40-44
• 3.2.1 實驗平臺的搭建40-41
• 3.2.2 主要實驗設(shè)備41-42
• 3.2.3 實驗方案42-44
• 3.3 實驗結(jié)果統(tǒng)計44-48
• 3.3.1 實驗結(jié)果44
• 3.3.2 軸壓對煤體滲透率的影響和分析44-46
• 3.3.3 進氣氣體壓力對煤體滲透率的影響和分析46-47
• 3.3.4 原煤體積對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 實驗室煤層透氣性系數(shù)的測定49-52
• 4.2 煤層瓦斯基本參數(shù)52-53
• 4.3 工作面瓦斯來源分析53-54
• 4.4 礦井瓦斯涌出來源及構(gòu)成分析54-56
• 4.4.1 開采層瓦斯涌出量預(yù)測54-55
• 4.4.2 臨近層瓦斯涌出量預(yù)測55-56
• 4.4.3 采空區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測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 合理抽放時間確定60-61
• 4.6.4 鉆孔直徑確定61-62
• 4.6.5 抽放負壓確定62
• 4.6.6 優(yōu)化設(shè)計參數(shù)與原參數(shù)統(tǒng)計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)論文及參與科研項目79-80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 余楚新,鮮學(xué)福,譚學(xué)術(shù);煤層瓦斯流動理論及滲流控制方程的研究[J];重慶大學(xué)學(xué)報(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驗研究及工程應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：384903