本文關(guān)鍵詞：采煤工作面順層長鉆孔注水濕潤半徑研究

  更多相關(guān)文章： 煤層注水 分形理論 濕潤半徑 數(shù)值模擬 滲透率

【摘要】：在深入分析國內(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、實驗室實驗研究、數(shù)值模擬分析及現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方法，對煤層注水過程中水在煤體內(nèi)濕潤半徑擴展情況進行研究。 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、不同注水時間、不同滲透率條件下，煤層煤層的濕潤半徑擴展規(guī)律。結(jié)果表明：（1）相同注水壓力、相同煤層滲透率條件下，，隨著注水時間的延長，水流通過鉆孔逐漸向四周煤體內(nèi)滲流，且徑向運移距離要大于軸向運移的距離。當(dāng)注水時間到8h時，鉆孔的徑向的潤濕半徑已經(jīng)超過5m了。（2）相同注水時間、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，注水濕潤半徑不斷變大。（3）相同注水壓力、相同注水時間條件下，隨著滲透率的增大注水濕潤半徑隨之增大。滲透率對煤體注水效果的影響是顯著的。 在鄭煤白坪礦進行了煤層注水現(xiàn)場實驗，實驗結(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)為鉆孔的有效濕潤半徑約為5-6m，與理論計算接近，與數(shù)值模擬結(jié)果十分接近，證明了理論計算公式的可行性。
【關(guān)鍵詞】：煤層注水 分形理論 濕潤半徑 數(shù)值模擬 滲透率
【學(xué)位授予單位】：華北科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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 煤層注水國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3 煤層注水濕潤半徑研究現(xiàn)狀19-23
• 1.4 本課題的研究內(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)的測定38-48
• 3.1 煤層注水滲流系數(shù)的現(xiàn)場測試38-41
• 3.2 煤體孔隙率的測定41-42
• 3.3 煤水接觸角與液體表面張力測定實驗42-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 4 煤層注水濕潤半徑的數(shù)值模擬分析48-60
• 4.1 數(shù)值模擬軟件簡介48
• 4.2 煤層注水濕潤半徑的數(shù)值模擬方法48
• 4.3 煤層注水濕潤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)場試驗60-80
• 5.1 試驗礦井概況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半徑的確定65-68
• 5.4 煤層注水濕潤半徑效果考察68-69
• 5.5 煤層注水前后工作面前方應(yīng)力分布測定69-70
• 5.6 煤層注水前后煤體瓦斯放散初速度測定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82-86
• 作者簡歷86-88
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王青松,金龍哲,孫金華;煤層注水過程分析和煤體潤濕機理研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2004年01期

2 劉新河;劉波;;煤層注水降塵效果探討[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2006年05期

3 余明高;趙志軍;宋立永;褚廷湘;;煤礦災(zāi)害超前注水綜合防治技術(shù)研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報;2012年04期

4 涂代惠，錢瑾華，王振秀;煤的潤濕性與注水防塵[J];河北煤炭建筑工程學(xué)院學(xué)報;1996年01期

5 梁寶霞;潘一山;;高瓦斯薄煤層注水平面平行流模型分析[J];采礦與安全工程學(xué)報;2006年02期

6 何正勇;程國軍;戴廣龍;;煤巷綜掘工作面煤層注水防塵技術(shù)[J];煤礦安全;2007年01期

7 張勁松;;辛置煤礦煤層注水濕潤效果的考察[J];煤礦安全;2010年06期

8 李大廣,宋維源,石強;平面徑向流注水工藝參數(shù)的確定[J];煤礦開采;2005年05期

9 范家文;趙東;吳金貴;馮增朝;;注水在煤層開采過程中的作用及影響[J];煤礦開采;2011年02期

10 李井坤;龔邦軍;趙明勇;;煤層注水研究與應(yīng)用[J];煤炭技術(shù);2006年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 肖知國;煤層注水抑制瓦斯解吸效應(yīng)實驗研究與應(yīng)用[D];河南理工大學(xué);2010年

2 員美娟;多孔介質(zhì)中流體的若干流動特性研究[D];華中科技大學(xué);2008年

本文編號：896611