長平礦8#煤層開采瓦斯的運移及抽采分析
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【摘要】:隨著對煤炭需求量的增大和煤質要求的提高,我國煤炭的開采由淺部區(qū)域轉入了深部的地下空間。近距離煤層群的開采占我國煤炭開采的比例很大,深部近距離煤層的開采有著瓦斯壓力大、低透氣性、地應力大等特點,且高瓦斯鄰近煤層的開采極易造成瓦斯越流到作業(yè)空間,引起瓦斯集聚和瓦斯超限事故的發(fā)生,這為工作面的安全生產帶來了很大的困難。近距離煤層瓦斯的卸壓開采作用對保障工作面安全、高產、高效開采有著積極的作用。論文針對長平礦近距離煤層下保護層開采的條件,以84301工作面為研究對象,應用理論分析、經驗統(tǒng)計和數值模擬的方法對長平礦84301工作面上覆巖層運移規(guī)律、采空區(qū)中瓦斯的分布規(guī)律及瓦斯的抽采進行了相應的研究。運用擴散定律及達西定律研究瓦斯的運移規(guī)律,對煤體中卸壓瓦斯的運移展開研究。利用FLAC3D軟件對84301工作面開采過程進行建模模擬,對推進到一定距離的工作面上覆巖層的應力及破壞范圍進行了分析。借助Fluent軟件分析了84301“U+L”型兩進一回通風方式下工作面和采空區(qū)內部的瓦斯分布規(guī)律,在采空區(qū)內獲取推進方向、垂直方向和傾向選取截面,對截面上的瓦斯?jié)舛确植歼M行了描述,這為選取瓦斯的抽采位置提供了依據。針對長平礦近距離煤層的特點,選用高抽巷抽采上覆煤巖體開采后卸壓的瓦斯,起到截流的作用。通過變換高抽巷中心的位置,比對工作面上隅角處的瓦斯?jié)舛?選取最有效的高抽巷布置層位,達到優(yōu)化高抽巷位置的作用。
【關鍵詞】:近距離煤層 卸壓瓦斯 采空區(qū) 高抽巷 瓦斯抽采
【學位授予單位】:遼寧工程技術大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TD712.6
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 1 緒論10-18
- 1.1 選題背景及意義10-12
- 1.1.1 選題背景10-11
- 1.1.2 選題意義11-12
- 1.2 國內外研究現狀12-15
- 1.2.1 瓦斯運移理論研究現狀12-13
- 1.2.2 上覆巖層裂隙場和滲流場分布規(guī)律的研究現狀13
- 1.2.3 卸壓瓦斯的運移研究現狀13-14
- 1.2.4 瓦斯抽采技術研究現狀14-15
- 1.3 研究內容、方法及技術路線15-18
- 1.3.1 研究內容15
- 1.3.2 研究方法及技術路線15-17
- 1.3.3 論文的研究價值17-18
- 2 綜采工作面瓦斯運移理論及涌出預測分析18-32
- 2.1 工程背景18-20
- 2.1.1 煤層基本情況18-19
- 2.1.2 地質構造19
- 2.1.3 巷道施工的問題與建議19-20
- 2.2 煤層瓦斯賦存及采場瓦斯運移規(guī)律20-23
- 2.2.1 煤層瓦斯賦存規(guī)律分析20
- 2.2.2 采場瓦斯運移規(guī)律20-23
- 2.3 綜采工作面采動裂隙的發(fā)育規(guī)律分析23
- 2.4 采空區(qū)的非均質性23-27
- 2.4.1 采空區(qū)冒落規(guī)律分析23-24
- 2.4.2 垮落帶、裂隙帶高度的計算24-26
- 2.4.3 采空區(qū)孔隙度的分布26-27
- 2.5 瓦斯來源及瓦斯涌出的影響因素27-31
- 2.5.1 采場瓦斯的來源分析27-29
- 2.5.2 影響瓦斯涌出的主要因素29-30
- 2.5.3 采空區(qū)中瓦斯源相的估算30-31
- 2.6 本章小結31-32
- 3 采動覆巖裂隙帶的研究32-38
- 3.1 FLAC3D軟件簡介32
- 3.2 數值模擬方法與步驟32-35
- 3.2.1 三維空間模型的建立32-33
- 3.2.2 模擬參數的設置33-35
- 3.3 模擬結果分析35-37
- 3.4 本章小結37-38
- 4 瓦斯運移規(guī)律的數值模擬研究38-55
- 4.1 FLUENT軟件簡介38-41
- 4.1.1 FLUENT軟件的構成38-39
- 4.1.2 用戶自定義函數UDF簡介39-40
- 4.1.3 FLUENT的基本操作流程40-41
- 4.2 模型建立的基本控制方程41-43
- 4.3 采空區(qū)組分輸運模型的構建43
- 4.4 采空區(qū)多孔介質模型的構建43-44
- 4.5 采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律的CFD仿真模型的構建44-47
- 4.5.1 幾何模型的構建及網格的劃分44-46
- 4.5.2 模擬邊界條件參數的選取與設定46-47
- 4.6 CFD仿真結果及分析47-54
- 4.6.1 采空區(qū)中瓦斯運移的數值模擬結果47-49
- 4.6.2 采空區(qū)中瓦斯分布規(guī)律分析49-54
- 4.7 本章小結54-55
- 5 高抽巷位置的確定55-61
- 5.1 卸壓區(qū)高抽巷抽采原理55-57
- 5.2 高抽巷參數的選取與設定57-58
- 5.3 高抽巷層位的優(yōu)化58-60
- 5.4 本章小結60-61
- 6 結論與展望61-62
- 6.1 結論61
- 6.2 展望61-62
- 參考文獻62-64
- 作者簡歷64-66
- 學位論文數據集66
【參考文獻】
中國期刊全文數據庫 前10條
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本文編號:497462
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