本文關(guān)鍵詞：高瓦斯厚煤層覆巖裂隙演化與瓦斯運(yùn)移規(guī)律及應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 高瓦斯厚煤層 裂隙演化 瓦斯運(yùn)移 瓦斯抽采

【摘要】：采動(dòng)覆巖裂隙演化與瓦斯運(yùn)移規(guī)律是研究“煤與瓦斯技術(shù)”技術(shù)的核心,對(duì)我國(guó)高瓦斯礦井的瓦斯治理有重要意義。論文以高瓦斯厚煤層(五陽(yáng)礦開(kāi)采的3#煤層)為研究對(duì)象,通過(guò)物理相似模擬實(shí)驗(yàn)分析了采動(dòng)覆巖裂隙演化規(guī)律,采用流體分析軟件FLUENT模擬了采動(dòng)裂隙帶的瓦斯運(yùn)移規(guī)律,以期為五陽(yáng)礦綜放工作面的瓦斯抽采實(shí)踐提供一定的理論依據(jù)。論文在分析厚煤層綜放開(kāi)采覆巖變形特征的基礎(chǔ)上,采用相似模擬實(shí)驗(yàn)的方法,研究了厚煤層綜放開(kāi)采過(guò)程中覆巖破壞變形及裂隙演化規(guī)律,得到了“三帶”的發(fā)育高度和覆巖裂隙的演化規(guī)律,研究結(jié)果表明上覆巖層隨著工作面回采發(fā)生周期性移動(dòng)和破斷,采空區(qū)中部垮落的矸石被壓實(shí)后,在采空區(qū)四周的裂隙相互貫通形成“O”形裂隙發(fā)育圈。通過(guò)FLUENT軟件模擬了瓦斯在采動(dòng)裂隙帶運(yùn)移規(guī)律,得到了瓦斯在采場(chǎng)的三維分布特征和尾巷對(duì)采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律的影響,結(jié)果表明在回風(fēng)側(cè)的上部采空區(qū)是瓦斯的富集區(qū),是布置瓦斯抽采鉆孔或巷道的最佳位置。論文選擇五陽(yáng)礦7602綜放工作面進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),得到了工作面瓦斯?jié)舛确植家?guī)律及產(chǎn)煤量與瓦斯涌出量之間的關(guān)系,確定了割煤機(jī)的合理割煤速度,提出了尾巷+頂板裂隙帶鉆孔的瓦斯抽采方法,并確定出瓦斯抽采鉆孔布置的合理參數(shù)。7602工作面綜合治理效果表明瓦斯抽采系統(tǒng)布置合理,杜絕了煤礦瓦斯事故,保障了綜放工作面的安全生產(chǎn),可以為類(lèi)似條件下煤炭資源安全高效生產(chǎn)提供一定借鑒。
【關(guān)鍵詞】：高瓦斯厚煤層 裂隙演化 瓦斯運(yùn)移 瓦斯抽采
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD712
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 采動(dòng)裂隙演化規(guī)律的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 采動(dòng)卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究?jī)?nèi)容13
• 1.4 研究方法及技術(shù)路線(xiàn)13-15
• 1.4.1 研究方法13
• 1.4.2 技術(shù)路線(xiàn)13-15
• 2 厚煤層采動(dòng)覆巖變形與瓦斯運(yùn)移特征分析15-22
• 2.1 厚煤層覆巖移動(dòng)變形特征15-18
• 2.1.1 厚煤層綜放開(kāi)采覆巖破壞特征15-17
• 2.1.2 關(guān)鍵層理論17-18
• 2.2 采動(dòng)裂隙帶瓦斯升浮和擴(kuò)散特性18-21
• 2.2.1 瓦斯在裂隙帶內(nèi)的升浮18-20
• 2.2.2 瓦斯在裂隙帶內(nèi)的擴(kuò)散20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 3 厚煤層采動(dòng)覆巖裂隙演化規(guī)律相似模擬實(shí)驗(yàn)研究22-35
• 3.1 相似理論及相似準(zhǔn)則的推導(dǎo)22-23
• 3.1.1 相似三定律22-23
• 3.1.2 相似準(zhǔn)則的推導(dǎo)23
• 3.2 模型設(shè)計(jì)23-27
• 3.2.1 五陽(yáng)煤礦7602工作面介紹24
• 3.2.2 相似常數(shù)的確定24-25
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)器材和材料25
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)材料配比計(jì)算25-26
• 3.2.5 模型的制作26-27
• 3.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象27-29
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程27
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象27-29
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析29-33
• 3.4.1 采場(chǎng)頂板下沉規(guī)律分析29-30
• 3.4.2 采場(chǎng)覆巖裂隙發(fā)育高度分析30
• 3.4.3 采場(chǎng)覆巖裂隙密度分布30-31
• 3.4.4 采場(chǎng)覆巖“三帶”高度分析31
• 3.4.5 超前應(yīng)力分析31-33
• 3.5 本章小結(jié)33-35
• 4 采動(dòng)裂隙帶瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究35-49
• 4.1 采動(dòng)裂隙帶多孔介質(zhì)性質(zhì)35-37
• 4.1.1 采動(dòng)裂隙帶多孔介質(zhì)性質(zhì)35
• 4.1.2 采動(dòng)裂隙帶多孔介質(zhì)參數(shù)性質(zhì)35-37
• 4.2 裂隙帶瓦斯運(yùn)移數(shù)學(xué)模型37-40
• 4.3 7602工作面瓦斯涌出來(lái)源分析40-41
• 4.4 采動(dòng)裂隙帶瓦斯運(yùn)移數(shù)值模擬研究41-48
• 4.4.1 FLUENT軟件介紹41-42
• 4.4.2 采場(chǎng)幾何模型及網(wǎng)格劃分42-43
• 4.4.3 模型主要參數(shù)確定43-44
• 4.4.4 數(shù)值模擬結(jié)果分析44-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 5 現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)49-59
• 5.1 7602工作面瓦斯涌出規(guī)律分析49-51
• 5.1.1 工作面瓦斯?jié)舛确植家?guī)律49-50
• 5.1.2 采煤機(jī)合理割煤速度確定50-51
• 5.2 7602綜放面瓦斯抽采方案設(shè)計(jì)51-54
• 5.2.1 裂隙帶鉆孔布置層位確定51-52
• 5.2.2 頂板裂隙帶鉆孔工藝參數(shù)設(shè)計(jì)52-53
• 5.2.3 頂板裂隙帶鉆孔現(xiàn)場(chǎng)施工53-54
• 5.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析54-58
• 5.3.1 裂隙帶鉆孔抽采瓦斯效果54-56
• 5.3.2 尾巷排放瓦斯效果56-57
• 5.3.3 7602綜放面瓦斯綜合治理效果分析57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 6 結(jié)論及展望59-60
• 6.1 主要結(jié)論59
• 6.2 論文展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 附錄67

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：562039