本文關(guān)鍵詞：基于工作面采場瓦斯?jié)舛确植嫉墓ぷ髅骓敯甯叱橄镂恢脙?yōu)選研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：綜放工作面因其高產(chǎn)高效等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用,同時也存在瓦斯涌出量大等問題,其中大量的采空區(qū)瓦斯涌出,直接影響著采面的安全生產(chǎn),因此采空區(qū)瓦斯治理就顯得意義重大。頂板高抽巷抽放采空區(qū)瓦斯是被實踐驗證過的解決采空區(qū)瓦斯問題的有效方法。而不同位置的頂板高抽巷對抽放采空區(qū)瓦斯效果有著明顯的不同,所以確定高抽巷合適的布置位置,是有著重要的理論以及實際作用。 本文詳細的描述了采空區(qū)內(nèi)上覆巖層破壞后形成的“三帶”即垮落帶、斷裂帶以及彎曲帶的特征以及相關(guān)計算,結(jié)合根據(jù)一緣煤礦150109工作面實際情況得出垮落帶和斷裂帶的高度；闡述了形成“三帶”后瓦斯在其內(nèi)的流動狀態(tài)以在斷裂帶中的升浮,擴散這兩種形式為主；也分析了采空區(qū)內(nèi)的瓦斯來源和影響因素以及計算；并依據(jù)多孔介質(zhì)的理論知識將采空區(qū)看作是一個多孔介質(zhì),從而建立起一緣煤礦采空區(qū)物理模型,進而應(yīng)用FLUENT軟件模擬一緣煤礦150109工作面不同位置高抽巷抽放采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律,得出高抽巷合適位置。 根據(jù)一緣煤礦150109工作面采空區(qū)實際狀況,使用FLUENT軟件對其進行了數(shù)值模擬：1)不設(shè)頂板高抽巷時工作面采空區(qū)內(nèi)的瓦斯分布規(guī)律；2)高抽巷垂直位置的優(yōu)選：將頂板高抽巷置于距回風順槽27m、距底板32m、40m、48m、56m時的采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律；3)高抽巷水平位置的優(yōu)選：當頂板高抽巷高度為模擬出來最合適的40m垂高時,距回風順槽27m、35m、43m、51m時的采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律。通過分析模擬得到的三維立體圖,對采空區(qū)瓦斯的流動規(guī)律進行分析總結(jié),同時通過對比得出最為合適的頂板高抽巷位置。當不設(shè)頂板高抽巷時工作面采空區(qū)內(nèi)的瓦斯分布規(guī)律是瓦斯在橫向方向距離采煤面越遠則其濃度會越高,在采煤面上,瓦斯在進風巷道濃度較低流經(jīng)采煤面的過程中瓦斯?jié)舛葧黾邮沟没仫L巷道瓦斯?jié)舛容^高,再加上上隅角瓦斯影響會出現(xiàn)瓦斯超限問題。而在采空區(qū)垂直上,斷裂帶會有瓦斯的積聚,越向上瓦斯?jié)舛纫矔兇�。模擬頂板高抽巷水平定位27m時,垂高分別為32m、40m、48m、56m時的采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律,這是為了得到適當?shù)捻敯甯叱橄锔叨?同時對這時候的瓦斯規(guī)律進行分析,結(jié)果表明當高度為40m時,高抽巷瓦斯?jié)舛?9%,上隅角為0.75%,此時與其他位置相比所得到的結(jié)果較好。當確定了高度40m時,再分別模擬在這個高度時,水平為27m、35m、43m、51m時的采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律,從而取得最適合水平位置,從模擬對比結(jié)果看當水平為35m時,高抽巷瓦斯?jié)舛葹?5%,上隅角瓦斯?jié)舛葹?.7%,此時水平位置最合適,所以就確定了頂板高抽巷位置：高度40m,水平35m。在與一緣煤礦150109工作面現(xiàn)場實際情況進行比對得出本次模擬得到的頂板高抽巷位置與實際布置的頂板高抽巷位置相一致,模擬瓦斯抽放的結(jié)果與實際瓦斯抽放的結(jié)果也相差不大,這個位置的高抽巷布置能夠解決采空區(qū)的瓦斯問題,能解決一緣煤礦高抽巷的.實際工程問題,也能為頂板高抽巷位置布置提供一種借鑒方法。
【關(guān)鍵詞】：頂板高抽巷 上隅角瓦斯 多孔介質(zhì) FLUENT數(shù)值模擬
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-19
• 1.2.1 采空區(qū)瓦斯?jié)B流理論的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.2 采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀17-19
• 1.2.3 問題的提出19
• 1.3 研究內(nèi)容、研究方法19-21
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容19-20
• 1.3.2 研究方法20-21
• 第二章 綜放面采空區(qū)上覆巖破壞規(guī)律及瓦斯運移機理分析21-33
• 2.1 綜放采空區(qū)巖體垮落特征21-24
• 2.1.1 上覆巖垂直方向的特征22-23
• 2.1.2 采場采動影響的空間-時間關(guān)系23-24
• 2.2 綜放面采空區(qū)巖體區(qū)帶劃分24-27
• 2.2.1 橫三區(qū)劃分特征24-26
• 2.2.2 豎直三帶劃分特征26-27
• 2.3 瓦斯在采動斷裂帶的運移聚集特征27-32
• 2.3.1 瓦斯在斷裂帶內(nèi)的升浮28-30
• 2.3.2 瓦斯在斷裂帶內(nèi)的擴散30-31
• 2.3.3 瓦斯在斷裂帶的運移聚集特征31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 采空區(qū)瓦斯涌出分析及高抽巷布置位置分析33-43
• 3.1 采空區(qū)瓦斯涌出分析33-38
• 3.1.1 采空區(qū)瓦斯涌出的構(gòu)成33
• 3.1.2 采空區(qū)瓦斯涌出的影響因素分析33-35
• 3.1.3 采空區(qū)瓦斯涌出計算35-38
• 3.2 頂板高抽巷布置位置分析38-41
• 3.2.1 頂板高抽巷抽放瓦斯的作用38-39
• 3.2.2 頂板高抽巷抽放瓦斯的抽放機理39
• 3.2.3 頂板高抽巷合理層位范圍分析39-41
• 3.3 本章小結(jié)41-43
• 第四章 采空區(qū)瓦斯物理模型和數(shù)值方法以及FLUENT軟件介紹43-61
• 4.1 多孔介質(zhì)模型43-46
• 4.1.1 多孔介質(zhì)的含義43-44
• 4.1.2 多孔介質(zhì)的性質(zhì)44-46
• 4.1.3 采空區(qū)多孔介質(zhì)性質(zhì)46
• 4.2 采空區(qū)瓦斯流動數(shù)學模型46-53
• 4.2.1 瓦斯?jié)B流模型46-52
• 4.2.2 擴散方程52-53
• 4.3 控制微分方程53-56
• 4.3.1 模型假設(shè)53
• 4.3.2 氣體流動方程53-54
• 4.3.3 多孔介質(zhì)中瓦斯動力彌散方程54-56
• 4.4 FLUENT軟件簡介56-59
• 4.4.1 FLUENT軟件的基本構(gòu)成56-57
• 4.4.2 FLUENT軟件工程應(yīng)用57-58
• 4.4.3 FLUENT求解方法58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第五章 不同位置頂板高抽巷抽放采空區(qū)瓦斯數(shù)值模擬61-75
• 5.1 數(shù)值模擬方法61
• 5.2 一緣煤礦簡介61-63
• 5.2.1 一緣煤礦概況62
• 5.2.2 15#煤層頂?shù)装迩闆r62
• 5.2.3 礦井采煤方法以及通風方式62-63
• 5.3 計算模型建立以及邊界設(shè)置63-66
• 5.3.1 一緣煤礦150109綜采工作面采空區(qū)計算模型建立63-65
• 5.3.2 邊界條件設(shè)置65-66
• 5.4 不同位置頂板高抽巷抽放瓦斯數(shù)值模擬66-73
• 5.4.1 不設(shè)頂板高抽巷時工作面采空區(qū)內(nèi)的瓦斯分布規(guī)律66-69
• 5.4.2 高抽巷垂直位置的優(yōu)選69-71
• 5.4.3 高抽巷水平位置的優(yōu)選71-73
• 5.5 模擬結(jié)果與實際對比說明73-74
• 5.6 本章小結(jié)74-75
• 第六章 結(jié)論與展望75-79
• 6.1 論文的結(jié)論75-77
• 6.2 論文的不足與以后工作的展望77-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-85
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文85

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁運培;鄰近層卸壓瓦斯越流規(guī)律的研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2000年01期

2 聶百勝,何學秋,王恩元;瓦斯氣體在煤孔隙中的擴散模式[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2000年05期

3 余楚新,鮮學福,譚學術(shù);煤層瓦斯流動理論及滲流控制方程的研究[J];重慶大學學報(自然科學版);1989年05期

4 丁曉良,俞善炳,丁雁生,寇紹全,談慶明,鄭哲敏;煤在瓦斯?jié)B流作用下持續(xù)破壞的機制[J];中國科學(A輯 數(shù)學 物理學 天文學 技術(shù)科學);1989年06期

5 譚學術(shù);袁靜;;礦井煤層真實瓦斯?jié)B流方程的研究[J];重慶建筑工程學院學報;1986年01期

6 俞善炳;恒穩(wěn)推進的煤與瓦斯突出[J];力學學報;1988年02期

7 孫培德;;瓦斯動力學模型的研究[J];煤田地質(zhì)與勘探;1993年01期

8 孫培德;煤層瓦斯流動方程補正[J];煤田地質(zhì)與勘探;1993年05期

9 孫培德,鮮學福;上保護層保護范圍的固氣耦合分析[J];煤;1999年01期

10 張瑞林,楊運良,史本林,杜禮明;綜放采空區(qū)自燃帶的三維數(shù)值模擬研究[J];煤礦安全;2000年10期

  本文關(guān)鍵詞：基于工作面采場瓦斯?jié)舛确植嫉墓ぷ髅骓敯甯叱橄镂恢脙?yōu)選研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：303162