本文關(guān)鍵詞：貴州松河煤礦穿層鉆孔參數(shù)優(yōu)化研究

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【摘要】：貴州省是我國煤炭資源豐富的省份之一,但由于貴州省礦井的地質(zhì)條件比較復(fù)雜,大多數(shù)礦井的煤層瓦斯含量相對較高,其中高瓦斯礦井與突出礦井占總礦井?dāng)?shù)的85%以上,因而貴州省礦井瓦斯災(zāi)害事故頻頻發(fā)生。目前,瓦斯抽采是減少瓦斯災(zāi)害事故發(fā)生的有效途徑。首先,本論文主要以流體力學(xué)、滲流力學(xué)、瓦斯防治及煤層瓦斯特性等理論為基礎(chǔ),結(jié)合松河煤礦現(xiàn)場數(shù)據(jù),建立穿層鉆孔抽采煤層瓦斯的數(shù)學(xué)模型,利用MATLAB求得理論上的數(shù)值解和抽采有效半徑;然后,借助FLUENT軟件數(shù)值模擬穿層鉆孔瓦斯抽采并對其數(shù)值計算結(jié)果進行分析;最后,對數(shù)值模擬的抽采有效半徑與現(xiàn)場抽采有效半徑進行比較,并結(jié)合專家意見,提出優(yōu)化抽采鉆孔參數(shù)的方案。通過優(yōu)化后的穿層鉆孔參數(shù)可以提高瓦斯抽采率,安全、合理、經(jīng)濟布孔,減少瓦斯災(zāi)害次數(shù),保證礦井安全生產(chǎn)�，F(xiàn)場測定抽采有效半徑的結(jié)果和數(shù)值模擬的結(jié)果基本一致。
【關(guān)鍵詞】：穿層鉆孔 瓦斯抽采 抽采半徑 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 課題的來源、研究背景及意義7-9
• 1.1.1 課題來源7
• 1.1.2 研究背景7-8
• 1.1.3 研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 煤與瓦斯突出研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 瓦斯抽采研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 抽采鉆孔研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究內(nèi)容、技術(shù)路線和擬解決的關(guān)鍵問題13-15
• 1.3.1 研究的主要內(nèi)容13-14
• 1.3.2 技術(shù)路線14-15
• 2 礦井概況15-22
• 2.1 礦井概況15-16
• 2.1.1 礦井地理位置15-16
• 2.1.2 礦井開采概況16
• 2.2 礦井瓦斯概況16-18
• 2.2.1 地勘鉆孔瓦斯情況16
• 2.2.2 瓦斯含量的賦存規(guī)律16-17
• 2.2.3 瓦斯涌出17-18
• 2.3 礦井瓦斯參數(shù)及瓦斯抽采情況18-21
• 2.3.1 瓦斯實驗參數(shù)18-19
• 2.3.2 礦井瓦斯抽采現(xiàn)狀及存在的問題19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 滲流理論22-36
• 3.1 瓦斯?jié)B流理論22-23
• 3.1.1 線性瓦斯?jié)B流理論22
• 3.1.2 線性瓦斯擴散理論22-23
• 3.1.3 瓦斯?jié)B透與擴散理論23
• 3.1.4 地球物理場效應(yīng)瓦斯流動理論23
• 3.1.5 多煤層系統(tǒng)瓦斯越流的流固耦合理論23
• 3.2 煤層瓦斯賦存狀態(tài)和運移規(guī)律23-28
• 3.2.1 煤層瓦斯賦存狀態(tài)23-24
• 3.2.2 煤層瓦斯運移24-26
• 3.2.3 煤層瓦斯流動狀態(tài)26-28
• 3.3 鉆孔周圍瓦斯流動方程建立28-35
• 3.3.1 基本假設(shè)28
• 3.3.2 瓦斯流動的數(shù)學(xué)微分方程28-31
• 3.3.3 瓦斯流動方程數(shù)值解31-33
• 3.3.4 瓦斯流動方程近似解析解33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 FLUENT數(shù)值模擬36-54
• 4.1 FLUENT軟件介紹36-39
• 4.1.1 FLUENT軟件程序結(jié)構(gòu)36-37
• 4.1.2 FLUENT多孔介質(zhì)模型37-38
• 4.1.3 FLUENT中UDF38-39
• 4.2 穿層鉆孔抽采瓦斯數(shù)值模型39-40
• 4.2.1FLUENT模擬模型假設(shè)條件39
• 4.2.2 模擬方案39
• 4.2.3 模型建立及網(wǎng)格劃分39-40
• 4.3 模擬數(shù)值結(jié)果分析40-52
• 4.3.1 鉆孔直徑和抽采時間的影響40-45
• 4.3.2 抽采負(fù)壓和抽采時間的影響45-49
• 4.3.3 布孔間距及方式49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-54
• 5 現(xiàn)場驗證54-62
• 5.1 抽放有效半徑的確定54-57
• 5.1.1 瓦斯壓力降低法54-55
• 5.1.2 鉆孔瓦斯流量法55-56
• 5.1.3 鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法56-57
• 5.1.4 示蹤氣體法57
• 5.2 數(shù)值模擬確定抽采有效半徑57-59
• 5.3 布孔間距59
• 5.4 優(yōu)化方案59-60
• 5.5 本章小結(jié)60-62
• 6 結(jié)論與展望62-65
• 6.1 結(jié)論62-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68-69
• 附件69-70

【參考文獻】

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本文編號：618298