本文關(guān)鍵詞：采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)演化及瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：采動(dòng)覆巖裂隙演化與卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律是“煤與瓦斯安全共采”技術(shù)的核心，也是煤礦綠色開采技術(shù)的重要內(nèi)容之一。本文以平煤十礦己15煤層為研究對(duì)象，采用FLAC3D、UDEC數(shù)值模擬軟件分別分析了采動(dòng)覆巖應(yīng)力場(chǎng)變化和裂隙場(chǎng)的分布規(guī)律，通過分析模擬結(jié)果提取了裂隙場(chǎng)的三維工程簡(jiǎn)化模型，結(jié)合多物理場(chǎng)耦合分析軟件COMSOL MULTIPHYSICS，對(duì)U型和U型+走向高抽巷兩種通風(fēng)系統(tǒng)下的采空區(qū)卸壓瓦斯的分布規(guī)律進(jìn)行模擬，取得以下主要研究成果： ①對(duì)采空區(qū)覆巖破斷離層規(guī)律進(jìn)行了分析，認(rèn)為在整個(gè)采場(chǎng)覆巖中形成了一個(gè)可滿足工程精度的、較為形象的采動(dòng)裂隙矩形梯臺(tái)，而且可以把矩形梯臺(tái)近似為非均質(zhì)的多孔介質(zhì)，為在其中進(jìn)行瓦斯運(yùn)移規(guī)律的研究提供了理論基礎(chǔ)。 ②原煤試件全應(yīng)力應(yīng)變過程的滲透率隨著軸向應(yīng)變的增加先減小后增大；原煤試件加卸載條件下，煤樣的滲透率在達(dá)到峰值強(qiáng)度的40％～60％突然增大，而后持續(xù)一段時(shí)間，然后在煤樣破壞段再次急劇增加；相同的圍壓和瓦斯壓力條件下，煤樣加卸載條件下的峰值強(qiáng)度比常規(guī)三軸條件下的峰值強(qiáng)度要低。 ③采用FLAC3D數(shù)值軟件分析了煤層開采后覆巖的應(yīng)力分布規(guī)律以及塑性破壞形態(tài)，覆巖破壞形態(tài)沿煤層走向垂直剖面呈馬鞍狀，沿平行煤層剖面看，距煤層較近處頂板塑性破壞區(qū)為圓角矩形圈，隨著距離煤層高度的增大，頂板塑性破壞區(qū)域形態(tài)趨于橢圓形。 ④采用UDEC數(shù)值模擬軟件分析覆巖垮落后的形態(tài)。根據(jù)UDEC模擬的垮落形態(tài)圖，結(jié)合前人的研究成果，勾畫出了采動(dòng)裂隙矩形梯臺(tái)的三維空間圖，根據(jù)本文研究的對(duì)象，確定了裂隙圈的范圍，采動(dòng)裂隙矩形梯臺(tái)的高度以及斷裂角等參數(shù)。 ⑤數(shù)值模擬軟件COMSOL模擬結(jié)果顯示：U型通風(fēng)系統(tǒng)條件下，工作面上隅角，瓦斯?jié)舛却蟠蟪^了1%的限制要求；U型+走向高抽巷條件下，高抽巷對(duì)氣流的導(dǎo)向作用使采空區(qū)深部高濃度瓦斯和工作面新鮮風(fēng)流向高抽巷口匯集，改變了瓦斯?jié)舛确植迹�，上隅角瓦斯�(jié)舛冉档?%以下。
【關(guān)鍵詞】：裂隙場(chǎng) 瓦斯運(yùn)移 應(yīng)力場(chǎng) COMSOL MULTIPHYSICS數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TD712
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題的提出9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析10-13
• 1.2.1 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)演化規(guī)律研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 瓦斯?jié)B流理論研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 采動(dòng)裂隙場(chǎng)瓦斯運(yùn)移規(guī)律的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 已有研究的不足13
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.5 研究方法14-15
• 2 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)分布規(guī)律研究15-23
• 2.1 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)的破壞形式15-16
• 2.2 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)的劃分16-18
• 2.2.1 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)三區(qū)劃分16-17
• 2.2.2 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)三帶劃分17-18
• 2.3 采動(dòng)裂隙場(chǎng)的空間形態(tài)18-20
• 2.4 采動(dòng)裂隙場(chǎng)的多孔介質(zhì)性質(zhì)20-21
• 2.4.1 采動(dòng)裂隙的特點(diǎn)20
• 2.4.2 裂隙場(chǎng)的多孔介質(zhì)性質(zhì)20-21
• 2.5 小結(jié)21-23
• 3 煤巖加卸載條件下力學(xué)性質(zhì)及滲流規(guī)律研究23-31
• 3.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)描述23-24
• 3.2 試驗(yàn)方案及步驟24-25
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析25-30
• 3.3.1 常規(guī)三軸含瓦斯煤巖力學(xué)和滲流實(shí)驗(yàn)25-27
• 3.3.2 加卸載條件下含瓦斯煤巖力學(xué)和滲流實(shí)驗(yàn)27-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 4 采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)演化 FLAC3D數(shù)值模擬31-41
• 4.1 FLAC3D軟件介紹31-33
• 4.1.1 基本概念31
• 4.1.2 力學(xué)模型31-33
• 4.1.3 基本假設(shè)33
• 4.2 計(jì)算模型的建立33-35
• 4.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析35-40
• 4.3.1 采動(dòng)覆巖應(yīng)力變化規(guī)律分析35-36
• 4.3.2 采動(dòng)覆巖破壞規(guī)律36-37
• 4.3.3 采動(dòng)覆巖卸壓區(qū)形態(tài)分析37-40
• 4.4 小結(jié)40-41
• 5 采動(dòng)裂隙場(chǎng)演化 UDEC 數(shù)值模擬41-51
• 5.1 UDEC 軟件介紹41-43
• 5.1.1 基本概念41
• 5.1.2 UDEC 節(jié)理模型41-42
• 5.1.3 UDEC 屈服準(zhǔn)則42-43
• 5.1.4 模型的設(shè)計(jì)原則43
• 5.2 模型的建立43-45
• 5.2.1 數(shù)值計(jì)算模型43-44
• 5.2.2 計(jì)算模型力學(xué)參數(shù)44
• 5.2.3 計(jì)算模型邊界條件44-45
• 5.3 采動(dòng)巖體裂隙演化數(shù)值模擬結(jié)果分析45-48
• 5.4 采動(dòng)裂隙矩形梯臺(tái)主要參數(shù)48-50
• 5.5 小結(jié)50-51
• 6 采動(dòng)裂隙場(chǎng)中瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬分析51-69
• 6.1 采動(dòng)裂隙場(chǎng)中瓦斯涌出規(guī)律51-53
• 6.1.1 采動(dòng)裂隙場(chǎng)中瓦斯來源51-52
• 6.1.2 采動(dòng)裂隙場(chǎng)中瓦斯來涌出量分析52-53
• 6.2 采動(dòng)裂隙場(chǎng)中卸壓瓦斯運(yùn)移數(shù)學(xué)模型53-56
• 6.3 采動(dòng)裂隙場(chǎng)中瓦斯運(yùn)移的 COMSOL 數(shù)值建模56-60
• 6.3.1 數(shù)值模擬軟件 COMSOL 簡(jiǎn)介56
• 6.3.2 采場(chǎng)幾何模型及網(wǎng)格劃分56-58
• 6.3.3 主要模型參數(shù)的確定58-60
• 6.4 采動(dòng)裂隙場(chǎng)中瓦斯運(yùn)移規(guī)律的數(shù)值模擬分析60-66
• 6.4.1 U 型通風(fēng)系統(tǒng)瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬60-64
• 6.4.2 U 型+走向高抽巷通風(fēng)系統(tǒng)瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬64-66
• 6.5 小結(jié)66-69
• 7 結(jié)論及展望69-71
• 7.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點(diǎn)69-70
• 7.1.1 主要結(jié)論69
• 7.1.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)69-70
• 7.2 研究展望70-71
• 致謝71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄77
• A 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄77
• B 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目77
• C 作者在攻讀學(xué)位期間獲得的獎(jiǎng)勵(lì)77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉澤功;開采煤層頂板抽放瓦斯流場(chǎng)分析[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2000年03期

2 余楚新,鮮學(xué)福,譚學(xué)術(shù);煤層瓦斯流動(dòng)理論及滲流控制方程的研究[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1989年05期

3 葉建設(shè),劉澤功;頂板巷道抽放采空區(qū)瓦斯的應(yīng)用研究[J];淮南工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1999年02期

4 夏蒙棼，韓聞生，柯孚久，白以龍;統(tǒng)計(jì)細(xì)觀損傷力學(xué)和損傷演化誘致突變[J];力學(xué)進(jìn)展;1995年01期

5 夏蒙棼，韓聞生，柯孚久，白以龍;統(tǒng)計(jì)細(xì)觀損傷力學(xué)和損傷演化誘致突變（Ⅱ）[J];力學(xué)進(jìn)展;1995年02期

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

7 李英俊,趙均;煤層瓦斯壓力分布的研究[J];煤礦安全;1980年05期

8 許家林,孟廣石;應(yīng)用上覆巖層采動(dòng)裂隙“O”形圈特征抽放采空區(qū)瓦斯[J];煤礦安全;1995年07期

9 周世寧;孫輯正;;煤層瓦斯流動(dòng)理論及其應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報(bào);1965年01期

10 楊其鑾;王佑安;;煤屑瓦斯擴(kuò)散理論及其應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報(bào);1986年03期

  本文關(guān)鍵詞：采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)演化及瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：373988