我國于2009年8月頒布的《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》較之前的《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》更立足于超前防治，防突的重點(diǎn)和關(guān)口前移，由局部防突轉(zhuǎn)移到區(qū)域防突，重點(diǎn)強(qiáng)化區(qū)域防突措施。受河南理工大學(xué)瓦斯防治技術(shù)及裝備研究所“井下注氣驅(qū)替煤層甲烷機(jī)理及規(guī)律研究”試驗(yàn)研究的啟發(fā)，本論文成功地將煤層注氮?dú)庋乜组L變化規(guī)律的研究應(yīng)用于試驗(yàn)礦井。 本文圍繞注氣沿孔長驅(qū)替/置換煤層甲烷效果的規(guī)律展開數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究。基于達(dá)西滲流理論、菲克擴(kuò)散理論、擴(kuò)展Langmuir吸附理論以及氣體狀態(tài)方程，建立了多物理場(chǎng)耦合條件下的氣體流動(dòng)和置換解吸模型，利用ComsolMultiphysics數(shù)值模擬軟件進(jìn)行了煤層注氣沿孔長變化的數(shù)值模擬。在此基礎(chǔ)之上，在石港煤礦井下開展了注氣置換解吸煤層甲烷沿孔長變化規(guī)律的技術(shù)研究，考察了礦井“邊注邊抽”煤層瓦斯沿孔長置換/驅(qū)替的效果差異，得出了不同注氣壓力條件下，注氣驅(qū)替/置換煤層甲烷效果沿孔長的變化規(guī)律。 首先針對(duì)石港煤礦煤層注氣的效果進(jìn)行了考察，通過現(xiàn)場(chǎng)煤層注氣試驗(yàn)得出影響鉆孔注氣驅(qū)替煤層甲烷效果的主要因素不僅包括煤層賦存條件，還取決于注氣參數(shù)以及鉆孔封孔方式。 基于煤層滲流及...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 選題的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 瓦斯抽采增透強(qiáng)化技術(shù)研究
        1.2.2 注氣置換/驅(qū)替煤層甲烷技術(shù)研究
    1.3 存在問題及研究內(nèi)容
        1.3.1 存在問題
        1.3.2 論文的提出及研究內(nèi)容
        1.3.3 技術(shù)路線
    1.4 創(chuàng)新點(diǎn)
2 礦井基本參數(shù)測(cè)定及注氮驅(qū)替煤層甲烷效果分析
    2.1 試驗(yàn)礦井煤樣基本參數(shù)測(cè)定
        2.1.1 煤樣采集
        2.1.2 參數(shù)測(cè)試方法
        2.1.3 參數(shù)測(cè)試結(jié)果
    2.2 注氮驅(qū)替煤層甲烷技術(shù)應(yīng)用
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)礦井煤對(duì)氣體的吸附規(guī)律
        2.2.2 井下注氣驅(qū)替煤層甲烷的合適氣體選擇
        2.2.3 瓦斯抽采與注氮驅(qū)替煤層甲烷效果對(duì)比
    2.3 影響注氮驅(qū)替煤層甲烷效果的因素分析
        2.3.1 煤層賦存規(guī)律對(duì)驅(qū)替煤層甲烷效果的影響
        2.3.2 注氣參數(shù)對(duì)驅(qū)替煤層甲烷效果的影響
        2.3.3 其它參數(shù)對(duì)驅(qū)替煤層甲烷效果的影響
3 注氣置換煤層甲烷沿孔長變化的數(shù)值模擬研究
    3.1 數(shù)學(xué)模型的建立
        3.1.1 數(shù)學(xué)模型的基本假設(shè)
        3.1.2 煤層瓦斯流場(chǎng)分類
        3.1.3 數(shù)學(xué)模型
        3.1.4 數(shù)值模型及邊界條件
    3.2 COMSOL 數(shù)值模擬軟件介紹
    3.3 注氣孔內(nèi)注氣壓力沿孔長變化的數(shù)值模擬
        3.3.1 單孔注 N2鉆孔周邊瓦斯壓力云圖
        3.3.2 注氣過程孔內(nèi)氣體壓力沿孔長變化規(guī)律
    3.4 注氣過程瓦斯含量沿孔長變化的數(shù)值模擬
        3.4.1 邊注 N2邊排放瓦斯
        3.4.2 邊注 N2邊抽采
4 井下注氣置換煤層甲烷效果沿孔長變化現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
    4.1 礦井概況
        4.1.1 煤層賦存及煤巖層特性
        4.1.2 開拓方式及采掘部署
        4.1.3 煤與瓦斯突出防治技術(shù)現(xiàn)狀
        4.1.4 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)概況
    4.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)
        4.2.1 煤層注氣措施工藝技術(shù)
        4.2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)平臺(tái)的介紹
        4.2.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的實(shí)施
    4.3 注氣孔內(nèi)氣壓變化及沿孔長驅(qū)替煤層甲烷效果比較
        4.3.1 注氣孔內(nèi)氣體壓力沿孔長變化規(guī)律的研究
        4.3.2 注氣鉆孔周邊煤體瓦斯沿孔長變化規(guī)律的研究
5 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3907558