發(fā)布時(shí)間：2017-05-28 03:00

  本文關(guān)鍵詞：鉆孔瓦斯抽采有效半徑的數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：瓦斯事故是煤礦生產(chǎn)過程中最為嚴(yán)重的災(zāi)害之一,瓦斯抽采能夠有效防止瓦斯事故的發(fā)生。研究煤層瓦斯抽采過程中瓦斯運(yùn)移規(guī)律、有效抽采半徑的變化規(guī)律以及鉆孔之間的相互影響效果,可為瓦斯抽采系統(tǒng)的布置提供依據(jù),對(duì)治理煤層瓦斯具有重要意義。從理論分析入手,認(rèn)為吸附瓦斯在煤體基質(zhì)中做擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)和游離瓦斯在煤體裂隙中做滲流運(yùn)動(dòng)。以此為基礎(chǔ)建立了考慮煤層變形、瓦斯?jié)B流擴(kuò)散及吸附瓦斯解吸過程的瓦斯抽采數(shù)學(xué)控制方程。利用COMSOL軟件對(duì)單一鉆孔抽采過程中瓦斯的運(yùn)移規(guī)律以及有效抽采半徑受抽采時(shí)間、鉆孔孔徑、抽采負(fù)壓及煤層初始滲透率影響的變化規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:對(duì)于煤層中任意一點(diǎn)而言,隨著其與鉆孔距離的增加,滲流速度達(dá)到最大值所需時(shí)間增加,且滲流速度最大值減小;而鉆孔附近位置在抽采初期滲流速度已達(dá)到最大值;鉆孔抽采瓦斯有效半徑與抽采時(shí)間、鉆孔孔徑及煤層初始滲透率之間的關(guān)系均符合冪指數(shù)函數(shù)關(guān)系;而抽采負(fù)壓對(duì)有效抽采半徑幾乎沒有影響。建立兩個(gè)鉆孔共同抽采煤層瓦斯幾何模型,固定其中一個(gè)鉆孔位置不變,通過不斷變換另一鉆孔位置,對(duì)抽采鉆孔之間的相互影響效果進(jìn)行了研究,得出:經(jīng)過相同的抽采時(shí)間,孔距越小,鉆孔抽采控制范圍內(nèi)的瓦斯壓力值越低,瓦斯壓力下降速度越快;鉆孔相互影響將會(huì)對(duì)抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間產(chǎn)生很大的影響,孔距越小,抽采達(dá)標(biāo)所需的時(shí)間越短,且減小的幅度越大;鉆孔瓦斯流量剛開始最大,隨著抽采時(shí)間的延長(zhǎng)不斷降低并慢慢趨于穩(wěn)定;兩個(gè)鉆孔共同抽采時(shí),單個(gè)鉆孔的瓦斯流量相對(duì)于單鉆孔抽采而言減小了,且孔距越小,瓦斯流量越小。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯運(yùn)移 順層鉆孔抽采 數(shù)值模擬 相互影響 固氣耦合
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 瓦斯抽采技術(shù)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 瓦斯?jié)B流及運(yùn)移研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 瓦斯抽采有效半徑研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.4 存在的問題18-19
• 1.3 研究?jī)?nèi)容19
• 1.4 技術(shù)路線19-21
• 2 煤儲(chǔ)層及瓦斯運(yùn)移特性21-35
• 2.1 煤儲(chǔ)層特性21-25
• 2.1.1 煤體的孔裂隙結(jié)構(gòu)21-24
• 2.1.2 煤體的滲透性能24-25
• 2.2 煤層瓦斯的賦存25-30
• 2.2.1 瓦斯的賦存狀態(tài)25-27
• 2.2.2 煤層瓦斯含量27-28
• 2.2.3 煤層瓦斯含量的影響因素28-30
• 2.3 煤層瓦斯運(yùn)移規(guī)律30-32
• 2.3.1 擴(kuò)散規(guī)律30-31
• 2.3.2 達(dá)西定律31
• 2.3.3 瓦斯運(yùn)移的基本參數(shù)31-32
• 2.4 煤層雙重孔隙介質(zhì)結(jié)構(gòu)32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 3 煤層瓦斯運(yùn)移固氣耦合數(shù)學(xué)模型的建立35-47
• 3.1 引言35
• 3.2 基本假設(shè)35-36
• 3.3 煤巖體變形控制方程36-40
• 3.3.1 有效應(yīng)力原理36-37
• 3.3.2 平衡微分方程37-38
• 3.3.3 本構(gòu)方程38-39
• 3.3.4 幾何方程39
• 3.3.5 煤巖體變形控制方程39-40
• 3.4 煤層瓦斯運(yùn)移控制方程40-45
• 3.4.1 裂隙系統(tǒng)連續(xù)性微分方程40-42
• 3.4.2 微孔隙系統(tǒng)連續(xù)性微分方程42-43
• 3.4.3 含瓦斯煤巖固氣耦合控制方程43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 4 鉆孔有效抽采半徑變化規(guī)律模擬研究47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 COMSOL Multiphysics軟件的基本介紹47-48
• 4.3 單鉆孔抽采煤層瓦斯解算過程的實(shí)現(xiàn)48-51
• 4.4 單鉆孔抽采煤層瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究51-54
• 4.5 鉆孔有效抽采半徑的變化規(guī)律研究54-58
• 4.5.1 有效抽采半徑隨抽采時(shí)間的變化54-55
• 4.5.2 有效抽采半徑隨鉆孔孔徑的變化55-56
• 4.5.3 有效抽采半徑隨抽采負(fù)壓的變化56-57
• 4.5.4 有效抽采半徑隨煤層初始滲透率的變化57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-61
• 5 順層鉆孔抽采影響范圍疊加效果模擬研究61-71
• 5.1 引言61
• 5.2 順層雙鉆孔抽采煤層瓦斯結(jié)算過程的實(shí)現(xiàn)61-63
• 5.3 抽采鉆孔影響范圍疊加效果模擬結(jié)果及分析63-69
• 5.3.1 對(duì)煤層瓦斯壓力分布的影響63-66
• 5.3.2 對(duì)抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間的影響66-68
• 5.3.3 對(duì)鉆孔瓦斯流量的影響68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 6 結(jié)論及展望71-73
• 6.1 主要研究結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 作者簡(jiǎn)歷79-81
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集81

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;貴州煤礦瓦斯抽采利用與節(jié)能減排研討會(huì)在貴陽召開[J];中國(guó)煤層氣;2008年03期

2 張德江;;大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用[J];求是;2009年24期

3 張德江;;大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用[J];中國(guó)煤炭地質(zhì);2009年12期

4 張德江;;大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用[J];中國(guó)個(gè)體防護(hù)裝備;2009年06期

5 張德江;;大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用[J];建井技術(shù);2009年06期

6 張德江;;大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用[J];中國(guó)應(yīng)急管理;2009年12期

7 張德江;;大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用[J];現(xiàn)代職業(yè)安全;2010年01期

8 張德江;;大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用[J];工礦自動(dòng)化;2010年02期

9 張德江;;大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用[J];勞動(dòng)保護(hù);2010年02期

10 張德江;;大力推進(jìn)煤礦瓦斯抽采利用[J];露天采礦技術(shù);2010年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 田振林;;彬長(zhǎng)礦區(qū)瓦斯抽采站與瓦斯(乏風(fēng))發(fā)電廠[A];煤礦瓦斯地質(zhì)與抽采利用研究——陜西省煤炭學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（2012）[C];2012年

2 許福利;;礦井瓦斯抽采是礦井安全高效的重要保障[A];基于瓦斯地質(zhì)的煤礦瓦斯防治技術(shù)[C];2009年

3 熊云威;;龍會(huì)場(chǎng)煤礦瓦斯抽采方法與參數(shù)的合理確定[A];中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)煤礦安全專業(yè)委員會(huì)2009年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

4 劉廣順;;煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)自動(dòng)放水裝置研制[A];煤礦機(jī)電一體化新技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

5 崔洪慶;朱加鋒;;發(fā)揮瓦斯抽采鉆孔地質(zhì)勘查作用的意義和原則[A];瓦斯地質(zhì)基礎(chǔ)與應(yīng)用研究[C];2011年

6 張邦安;;中梁山煤田立體瓦斯抽采利用體系的探索[A];第三屆全國(guó)煤礦機(jī)械安全裝備技術(shù)發(fā)展高層論壇暨新產(chǎn)品技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

7 楊繼東;;突出煤層瓦斯抽采鉆孔除塵技術(shù)研究與實(shí)踐[A];紀(jì)念中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)成立五十周年�。▍^(qū)、市）煤炭學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)專刊[C];2012年

8 宋志敏;任建剛;李冰;;基于強(qiáng)化工藝的瓦斯抽采地質(zhì)研究[A];瓦斯地質(zhì)研究進(jìn)展2013[C];2013年

9 朱國(guó)忠;賈立鋼;;長(zhǎng)距離定向水平鉆孔瓦斯抽采技術(shù)的應(yīng)用[A];瓦斯地質(zhì)研究進(jìn)展2013[C];2013年

10 涂冬平;;利用水力沖孔提高瓦斯抽采效果的技術(shù)研究[A];第七屆全國(guó)煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2012年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 萬水平　吳勤;建新煤礦瓦斯抽采孔有了“身份證”[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2011年

2 本報(bào)記者 王雨璐;山西構(gòu)建五大瓦斯抽采利用園區(qū)[N];山西青年報(bào);2014年

3 本報(bào)記者 閆志強(qiáng);煤礦瓦斯抽采成科研投資熱點(diǎn)[N];中國(guó)能源報(bào);2014年

4 劉錚 陳忠華;國(guó)家出臺(tái)政策推動(dòng)瓦斯抽采利用[N];中國(guó)改革報(bào);2006年

5 記者 楊學(xué)鋒;江西強(qiáng)化煤礦瓦斯抽采利用[N];中國(guó)煤炭報(bào);2007年

6 鄺鄴;重慶：煤礦瓦斯抽采利用給出指導(dǎo)意見[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2007年

7 記者 董立龍邋通訊員 張英峰;全省煤礦瓦斯抽采利用現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在張礦集團(tuán)召開[N];河北日?qǐng)?bào);2007年

8 記者　劉錚、陳忠華;國(guó)家鼓勵(lì)瓦斯抽采利用[N];人民日?qǐng)?bào);2006年

9 劉錚 陳忠華;瓦斯抽采項(xiàng)目：稅收優(yōu)惠政策出臺(tái)[N];新華每日電訊;2006年

10 記者 李侖;山西出臺(tái)政策鼓勵(lì)瓦斯抽采利用[N];中國(guó)煤炭報(bào);2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉軍;預(yù)抽鉆孔負(fù)壓沿孔長(zhǎng)變化特性及對(duì)瓦斯抽采效果影響研究[D];河南理工大學(xué);2014年

2 郝世俊;煤礦井下大直徑定向鉆孔的成孔工藝及瓦斯抽采效果研究[D];煤炭科學(xué)研究總院;2007年

3 郝富昌;基于多物理場(chǎng)耦合的瓦斯抽采參數(shù)優(yōu)化研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

4 胡勝勇;瓦斯抽采鉆孔周邊煤巖滲流特性及粉體堵漏機(jī)理[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

5 劉彥偉;突出危險(xiǎn)煤層群卸壓瓦斯抽采技術(shù)優(yōu)化及防突可靠性研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2013年

6 祝釗;瓦斯抽采安全防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)及多級(jí)防護(hù)系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2014年

7 呂有廠;煤礦瓦斯抽采鉆孔風(fēng)力排粉水射流負(fù)壓引射除塵技術(shù)及應(yīng)用[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2012年

8 劉春;松軟煤層瓦斯抽采鉆孔塌孔失效特性及控制技術(shù)基礎(chǔ)[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

9 于永江;煤體非均質(zhì)隨機(jī)裂隙模型及滲流—應(yīng)力耦合分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2010年

10 周紅星;突出煤層穿層鉆孔誘導(dǎo)噴孔孔群增透機(jī)理及其在瓦斯抽采中的應(yīng)用[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳科歷;鳳凰煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)研究[D];四川師范大學(xué);2015年

2 吳剛;近距離煤層群上保護(hù)層開采卸壓機(jī)理及瓦斯抽采技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

3 李仕民;畢節(jié)市煤礦井下煤層防突設(shè)計(jì)研究[D];湖南科技大學(xué);2015年

4 莫曼;威寧縣爐山鎮(zhèn)鑫峰煤礦瓦斯抽采方法研究[D];湖南科技大學(xué);2015年

5 薛洪來;基于煤巷條帶穿層瓦斯抽采鉆孔的小斷層預(yù)測(cè)[D];河南理工大學(xué);2014年

6 晉志超;鶴壁三礦煤層瓦斯預(yù)抽參數(shù)數(shù)值模擬研究[D];河南理工大學(xué);2014年

7 延福;鶴壁十礦順層鉆孔瓦斯抽采合理參數(shù)確定[D];河南理工大學(xué);2014年

8 孫貝;基于WSN的煤層瓦斯抽采評(píng)估系統(tǒng)的研究[D];河南理工大學(xué);2014年

9 石俊鶴;瓦斯抽采源頭監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的研究與設(shè)計(jì)[D];河南理工大學(xué);2014年

10 楊社;大采高綜放工作面瓦斯治理技術(shù)研究[D];河北工程大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：鉆孔瓦斯抽采有效半徑的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：401708