本文關(guān)鍵詞：王莊礦高位鉆孔采空區(qū)瓦斯治理技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著煤礦開采深度及開采規(guī)模的不斷增大,造成工作面瓦斯涌出量急劇上升,往往導(dǎo)致工作面上隅角瓦斯超限。工作面涌出的瓦斯很大一部分來源于采空區(qū),而高位鉆孔作為采空區(qū)瓦斯抽采較為有效的手段,對高位鉆孔抽采條件下的采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律及高位鉆孔終孔位置的確定進行研究對工作面瓦斯治理具有重要意義。利用Fluent軟件對工作面及采空區(qū)流場進行數(shù)值模擬時,為減少建模的復(fù)雜程度及計算量,本文模擬了不同工作面物理模型設(shè)置情況下的流場分布規(guī)律,對比流場分布存在的異同,針對不同的研究目的尋求出較為合適的工作面物理模型設(shè)置方法,模擬結(jié)果可知:當對工作面流場進行研究時,必須根據(jù)工作面設(shè)置的實際情況建立與之對應(yīng)的物理模型;當對上隅角瓦斯?jié)舛燃安煽諈^(qū)流場進行研究時,可在工作面設(shè)置支護的基礎(chǔ)上,將之考慮為多孔介質(zhì)區(qū)域(紊流)處理。為考察潞安王莊礦高位鉆孔瓦斯抽采效果,對該礦8101工作面在有、無高位鉆孔抽采條件下的采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律進行了數(shù)值模擬研究,得到高位鉆孔抽采可明顯降低采空區(qū)瓦斯?jié)舛?且能使上隅角瓦斯?jié)舛扔?%降低到0.6%,解決了上隅角瓦斯超限問題。為確定出8101工作面高位鉆孔最佳終孔布置位置,對鉆孔終孔布置在距回風(fēng)巷巷幫20m、30m、40m、50m條件下,距采空區(qū)底板垂直高度31.3m、36.3m、46.3m、56.3m、66.3m、76.3m、86.3m處的抽采純量、抽采混量及抽采濃度規(guī)律進行了模擬研究。數(shù)值模擬可知鉆孔終孔應(yīng)布置在距回風(fēng)巷巷幫30m,距采空區(qū)底板垂直高度36.3m處;由現(xiàn)場鉆孔抽采數(shù)據(jù)可知,鉆孔終孔布置在距回風(fēng)巷巷幫30m,距采空區(qū)底板33.8m處抽采效果最好。模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)基本一致,從而驗證了模擬的正確性。
【關(guān)鍵詞】：工作面物理模型 涌出源位置 高位鉆孔 抽采純量 終孔位置
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 采空區(qū)流場的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國內(nèi)外關(guān)于采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 存在的問題16-17
• 1.3 本文研究的內(nèi)容、方法及意義17-19
• 1.3.1 本文的研究內(nèi)容17
• 1.3.2 本文的研究步驟17-18
• 1.3.3 本文的研究意義18-19
• 2 采空區(qū)流場及瓦斯運移數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)19-29
• 2.1 多孔介質(zhì)模型19-21
• 2.1.1 多孔介質(zhì)的定義19
• 2.1.2 多孔介質(zhì)的特征19-21
• 2.2 采空區(qū)及工作面氣體運移控制方程21-23
• 2.2.1 采空區(qū)氣體滲流控制方程21-22
• 2.2.2 工作面氣體湍流控制方程22-23
• 2.3 CFD理論及其解算過程23-25
• 2.3.1 CFD基礎(chǔ)理論23
• 2.3.2 CFD解算過程23-25
• 2.4 流體力學(xué)FLUENT軟件介紹及求解過程25-27
• 2.4.1 FLUENT軟件基本構(gòu)成25
• 2.4.2 FLUENT軟件計算類型及應(yīng)用領(lǐng)域25-26
• 2.4.3 FLUENT軟件求解步驟26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 3 流場模擬中工作面物理模型設(shè)置方法的探討29-39
• 3.1 物理模型的建立29-31
• 3.2 邊界條件的設(shè)定31
• 3.3 不同工作面物理模型條件下模擬結(jié)果分析31-36
• 3.3.1 不同工作面物理模型條件下工作面風(fēng)速分布31-33
• 3.3.2 不同工作面物理模型條件下上隅角瓦斯分布33-34
• 3.3.3 不同工作面物理模型條件下采空區(qū)瓦斯分布34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-39
• 4 高位鉆孔對王莊礦8101工作面采空區(qū)瓦斯分布的影響39-53
• 4.1 王莊礦8101工作面概況39-41
• 4.1.1 王莊礦8101工作面基本情況39-40
• 4.1.2 王莊礦8101工作面瓦斯涌出來源分析40-41
• 4.2 王莊礦8101工作面采空區(qū)孔隙率確定41-42
• 4.3 有、無高位鉆孔時8101工作面采空區(qū)瓦斯分布對比研究42-52
• 4.3.1 物理模型的建立42-45
• 4.3.2 邊界條件的設(shè)定45
• 4.3.3 有、無高位鉆孔條件下采空區(qū)瓦斯分布模擬結(jié)果分析45-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 王莊礦8101工作面高位鉆孔終孔位置的確定53-65
• 5.1 8101工作面高位鉆孔設(shè)計情況53-54
• 5.2 高位鉆孔瓦斯抽采數(shù)值模擬研究54-61
• 5.2.1 物理模型的建立54-56
• 5.2.2 邊界條件的設(shè)定56
• 5.2.3 高位鉆孔抽采模擬結(jié)果分析56-61
• 5.3 高位鉆孔最佳終孔位置的現(xiàn)場驗證61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-65
• 6 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 結(jié)論65-66
• 6.2 展望66-67
• 參考文獻67-71
• 作者簡歷71-73
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集73

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本文編號：385581