本文關(guān)鍵詞：地面定向鉆孔瓦斯抽采技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在更加注重大氣污染治理的今天,又面對(duì)日趨緊張的不可再生能源消費(fèi)形勢(shì),煤礦的安全形勢(shì)也依然嚴(yán)峻,充分的抽采煤層瓦斯不失為一個(gè)解決問(wèn)題的有效之策,既可以抽采大量瓦斯得以利用,又能降低煤層瓦斯壓力或含量以解決開(kāi)采過(guò)程中的瓦斯超限和煤與瓦斯突出問(wèn)題。能夠更大面積地降低煤層瓦斯壓力的瓦斯抽采方法將會(huì)比傳統(tǒng)的方法對(duì)煤礦安全開(kāi)采起到更有效的作用,地面定向鉆孔抽采瓦斯技術(shù)就是一個(gè)值得研究的瓦斯抽采方法。本文首先分析研究了瓦斯的賦存狀態(tài)和瓦斯的解吸附特性等賦存規(guī)律,然后從煤層瓦斯壓力、含量和滲透性能等瓦斯流動(dòng)影響因素延伸到了煤層瓦斯?jié)B流理論。把煤層視為一種理想的均勻分布的虛擬連續(xù)介質(zhì),在達(dá)西定律的基礎(chǔ)上,認(rèn)為瓦斯在鉆孔周?chē)牧鲌?chǎng)中的徑向流動(dòng)是線性滲流運(yùn)動(dòng),根據(jù)瓦斯流動(dòng)的幾個(gè)相關(guān)方程建立了煤層瓦斯運(yùn)移控制方程。闡述了地面定向鉆孔關(guān)鍵環(huán)節(jié)的鉆進(jìn)技術(shù),鉆進(jìn)過(guò)程中的造斜控制技術(shù)以及分支孔的側(cè)鉆施工工藝。在理論分析推導(dǎo)出的數(shù)學(xué)模型和鉆孔幾何模型的基礎(chǔ)上,整個(gè)架構(gòu)引入計(jì)算機(jī)技術(shù),采用數(shù)值模擬軟件對(duì)三種鉆孔類型抽采方法進(jìn)行抽采效果模擬。模擬結(jié)果表明,單孔順層鉆孔和沒(méi)有進(jìn)行壓裂的垂直鉆孔抽采范圍都不及多分支水平孔的抽采范圍。在對(duì)多分支水平孔的抽采效果模擬中,設(shè)置了抽采時(shí)間、抽采孔徑和抽采負(fù)壓等三種因素對(duì)比其多種工況下對(duì)抽采半徑的影響。在煤層中分布的群孔的抽采能力內(nèi),抽采時(shí)間越長(zhǎng)鉆孔抽采影響半徑越大,抽采時(shí)間與瓦斯抽采影響半徑呈正相關(guān)關(guān)系。抽采孔徑是與抽采影響范圍呈正比例關(guān)系,在煤層與鉆進(jìn)設(shè)備允許的情況下,盡可能要采用大孔徑鉆孔抽采瓦斯。抽采負(fù)壓有一個(gè)最合理的值,在這個(gè)值以下,抽采影響半徑隨抽采負(fù)壓的增大而增大,盡最大可能發(fā)揮抽采設(shè)備的性能以最合理的抽采負(fù)壓抽采瓦斯。
【關(guān)鍵詞】：煤層原始瓦斯壓力 定向鉆孔 鉆孔抽采瓦斯 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述12-14
• 1.2.1 瓦斯抽采基礎(chǔ)理論研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 地面鉆孔抽采技術(shù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容、研究方法和技術(shù)路線14-16
• 1.3.1 本文的研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.2 研究方法15
• 1.3.3 技術(shù)路線15-16
• 第2章 煤層瓦斯賦存和流動(dòng)基本理論16-34
• 2.1 煤層瓦斯賦存與吸附解吸性能16-21
• 2.1.1 煤層瓦斯賦存狀態(tài)16-17
• 2.1.2 煤的孔隙特征17-18
• 2.1.3 瓦斯吸附解吸性能18-21
• 2.2 煤層瓦斯的主要參數(shù)21-24
• 2.2.1 煤層原始瓦斯壓力21-22
• 2.2.2 煤層瓦斯含量22-23
• 2.2.3 煤體滲透性23-24
• 2.3 煤層瓦斯流動(dòng)理論24-28
• 2.3.1 瓦斯在煤層中的流動(dòng)24-26
• 2.3.2 瓦斯流場(chǎng)26-28
• 2.4 建立瓦斯流動(dòng)方程28-33
• 2.4.1 基本假設(shè)28-29
• 2.4.2 瓦斯?jié)B流數(shù)學(xué)模型29-31
• 2.4.3 數(shù)學(xué)模型的定解條件31-32
• 2.4.4 模型的簡(jiǎn)化32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 瓦斯抽采地面定向鉆孔技術(shù)分析34-42
• 3.1 地面鉆孔抽采瓦斯分類34-36
• 3.2 鉆孔設(shè)計(jì)的一般原則36-37
• 3.3 定向水平鉆孔工藝技術(shù)37-41
• 3.3.1 直孔段鉆進(jìn)工藝38-39
• 3.3.2 造斜及水平段鉆孔工藝39-40
• 3.3.3 分支孔段鉆進(jìn)工藝40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 鉆孔瓦斯抽采數(shù)值模擬研究42-63
• 4.1 計(jì)算流體力學(xué)軟件介紹42-46
• 4.1.1 計(jì)算流體力學(xué)概述42-43
• 4.1.2 Fluent軟件包組成43-44
• 4.1.3 Fluent工程應(yīng)用范圍和方法44-46
• 4.2 鉆孔瓦斯抽采效果數(shù)值模擬46-61
• 4.2.1 評(píng)價(jià)瓦斯抽采效果重要參數(shù)的確定46-47
• 4.2.2 井下順層鉆孔抽采瓦斯數(shù)值模擬47-49
• 4.2.3 垂直鉆孔抽采瓦斯數(shù)值模擬49-52
• 4.2.4 數(shù)值模擬模型的建立52-54
• 4.2.5 多分支水平鉆孔抽采瓦斯數(shù)值模擬結(jié)果分析54-61
• 4.3 本章小結(jié)61-63
• 第5章 結(jié)論與展望63-65
• 5.1 結(jié)論63-64
• 5.2 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 作者簡(jiǎn)介69-70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：386095