本文關(guān)鍵詞：采煤工作面順層長(zhǎng)鉆孔注水濕潤(rùn)半徑研究

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【摘要】：在深入分析國(guó)內(nèi)外煤層注水技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本文采用理論分析、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)值模擬分析及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)煤層注水過程中水在煤體內(nèi)濕潤(rùn)半徑擴(kuò)展情況進(jìn)行研究。 利用分形理論，建立了厚煤層注水平面徑向流的分形模型及注水半徑的計(jì)算關(guān)系式： 建立了薄煤層注水平面平行流的分形模型及注水半徑的計(jì)算關(guān)系式： 基于FLUENT數(shù)值模擬軟件，模擬分析了不同注水壓力、不同注水時(shí)間、不同滲透率條件下，煤層煤層的濕潤(rùn)半徑擴(kuò)展規(guī)律。結(jié)果表明：（1）相同注水壓力、相同煤層滲透率條件下，，隨著注水時(shí)間的延長(zhǎng)，水流通過鉆孔逐漸向四周煤體內(nèi)滲流，且徑向運(yùn)移距離要大于軸向運(yùn)移的距離。當(dāng)注水時(shí)間到8h時(shí)，鉆孔的徑向的潤(rùn)濕半徑已經(jīng)超過5m了。（2）相同注水時(shí)間、相同煤層滲透率條件下，一定范圍內(nèi)隨著注水壓力的增大，注水濕潤(rùn)半徑不斷變大。（3）相同注水壓力、相同注水時(shí)間條件下，隨著滲透率的增大注水濕潤(rùn)半徑隨之增大。滲透率對(duì)煤體注水效果的影響是顯著的。 在鄭煤白坪礦進(jìn)行了煤層注水現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明距離注水鉆孔5-6m范圍內(nèi)，煤體水份增量一般大于1%，基本上具有一定規(guī)律性，因此可認(rèn)為鉆孔的有效濕潤(rùn)半徑約為5-6m，與理論計(jì)算接近，與數(shù)值模擬結(jié)果十分接近，證明了理論計(jì)算公式的可行性。
【關(guān)鍵詞】：煤層注水 分形理論 濕潤(rùn)半徑 數(shù)值模擬 滲透率
【學(xué)位授予單位】：華北科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD714.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• Contents9-11
• 圖清單11-14
• 表清單14-15
• 變量注釋表15-16
• 1 緒論16-26
• 1.1 選題意義16-18
• 1.2 煤層注水國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 煤層注水濕潤(rùn)半徑研究現(xiàn)狀19-23
• 1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容23
• 1.5 本課題研究的整體思路、技術(shù)路線23-26
• 2 基于分形的煤層注水濕潤(rùn)半徑研究26-38
• 2.1 多孔介質(zhì)與分形理論26-28
• 2.2 基本方程28-29
• 2.3 厚煤層注水平面徑向流的分形模型29-34
• 2.4 薄煤層注水平面平行流的分形模型34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 3.煤層注水相關(guān)基礎(chǔ)參數(shù)的測(cè)定38-48
• 3.1 煤層注水滲流系數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試38-41
• 3.2 煤體孔隙率的測(cè)定41-42
• 3.3 煤水接觸角與液體表面張力測(cè)定實(shí)驗(yàn)42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 4 煤層注水濕潤(rùn)半徑的數(shù)值模擬分析48-60
• 4.1 數(shù)值模擬軟件簡(jiǎn)介48
• 4.2 煤層注水濕潤(rùn)半徑的數(shù)值模擬方法48
• 4.3 煤層注水濕潤(rùn)半徑的物理模型的建立48-50
• 4.4 邊界條件及初始參數(shù)的設(shè)置50
• 4.5 煤層注水濕潤(rùn)半徑的數(shù)值模擬及結(jié)果分析50-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 5 煤層注水現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)60-80
• 5.1 試驗(yàn)礦井概況60
• 5.2 鉆孔布置與施工60-65
• 5.3 基于分形理論的注水濕潤(rùn)半徑的確定65-68
• 5.4 煤層注水濕潤(rùn)半徑效果考察68-69
• 5.5 煤層注水前后工作面前方應(yīng)力分布測(cè)定69-70
• 5.6 煤層注水前后煤體瓦斯放散初速度測(cè)定70-72
• 5.7 煤層注水前后工作面防片幫效果考察72-73
• 5.8 煤層注水前后煤層內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角的測(cè)定73-78
• 5.9 煤層注水前后工作面降塵效果考察78-79
• 5.10 本章小結(jié)79-80
• 6 結(jié)論及展望80-82
• 6.1 主要結(jié)論80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 作者簡(jiǎn)歷86-88
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：896611