本文關(guān)鍵詞：望云礦采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：瓦斯災(zāi)害是煤礦中最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。而瓦斯涌出量則是影響煤礦安全生產(chǎn)的重要因素。近年來(lái)，綜采技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用廣泛。由于綜合機(jī)械化開采具有高強(qiáng)度、集中生產(chǎn)、推進(jìn)速度快的特點(diǎn)，從而使瓦斯涌出更為集中且不均衡，常造成回風(fēng)流及支架頂、上隅角等處瓦斯超限，成為礦井安全生產(chǎn)的重大隱患。所以搞清綜采工作面的瓦斯涌出量及瓦斯運(yùn)移規(guī)律對(duì)于改善我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)狀況具有積極的意義。 望云煤礦屬于高瓦斯礦井，本文首先對(duì)礦井概況進(jìn)行了分析，并通過(guò)已有瓦斯參數(shù)對(duì)15號(hào)煤層瓦斯涌出量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，得出了該礦井瓦斯來(lái)源及采空區(qū)瓦斯涌出量在工作面瓦斯涌出量中所占比例。根據(jù)煤層開采時(shí)采空區(qū)瓦斯的運(yùn)移規(guī)律和特點(diǎn)，分析了采空區(qū)瓦斯運(yùn)移的特征——升浮、擴(kuò)散和聚集；應(yīng)用上覆巖層在豎直方向形成垮落帶、斷裂帶和彎曲下沉帶的理論，結(jié)合望云礦150101工作面的情況，確定了垮落帶和斷裂帶的高度，為工作面采空區(qū)瓦斯運(yùn)移物理模型的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。 以望云礦150101工作面為研究對(duì)象，根據(jù)工作面采空區(qū)瓦斯流場(chǎng)數(shù)值模擬相關(guān)理論，建立了綜采工作面采空區(qū)瓦斯運(yùn)移的數(shù)學(xué)模型。并通過(guò)運(yùn)用流體力學(xué)軟件FLUENT模擬了只有漏風(fēng)、只有高抽巷抽采及設(shè)置尾巷抽采這三種條件下的采空區(qū)及其覆巖內(nèi)的瓦斯?jié)B流分布規(guī)律。 對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果分析可知：只有漏風(fēng)情況下回風(fēng)流瓦斯?jié)舛冗_(dá)到5%左右，其濃度嚴(yán)重超過(guò)了1%上限，因此必須對(duì)采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采。只有高抽巷抽采條件下上隅角與回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛鹊陀?%，說(shuō)明內(nèi)錯(cuò)尾巷起到了很好的抽采效果。但是，內(nèi)錯(cuò)尾巷瓦斯?jié)舛雀哌_(dá)為4%左右仍高于2.5%，也說(shuō)明了采空區(qū)的瓦斯涌出量很大。因此，設(shè)置高抽巷不能解決瓦斯超限問(wèn)題。當(dāng)設(shè)置尾巷抽采時(shí)，上隅角的瓦斯?jié)舛葹?%以下，回風(fēng)尾巷的瓦斯?jié)舛葹?%左右。因此，增加尾巷抽采瓦斯，減少了工作面的瓦斯涌出量，有效的治理工作面瓦斯超限問(wèn)題，保障了工作面的安全生產(chǎn)。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯抽采 采空區(qū) 瓦斯運(yùn)移 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 礦井瓦斯抽采現(xiàn)狀研究分析9-13
• 1.2.1 煤層瓦斯抽采基礎(chǔ)理論9-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外抽采瓦斯技術(shù)現(xiàn)狀11-13
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容和研究方法13-14
• 1.3.1 研究的主要內(nèi)容13
• 1.3.2 研究的主要方法13-14
• 2 采空區(qū)瓦斯運(yùn)移理論研究14-21
• 2.1 采空區(qū)覆巖冒落碎脹特性分析14-16
• 2.1.1 巖體在采空區(qū)內(nèi)自然堆積區(qū)的碎脹特性14-15
• 2.1.2 巖體在采空區(qū)內(nèi)載荷影響區(qū)的碎脹特性15
• 2.1.3 巖體在采空區(qū)內(nèi)的壓實(shí)穩(wěn)定區(qū)的碎脹性15-16
• 2.2 采空區(qū)冒落帶與裂隙帶高度的確定16-17
• 2.3 采空區(qū)瓦斯涌出源分析17-19
• 2.3.1 采空區(qū)瓦斯來(lái)源17-18
• 2.3.2 采空區(qū)漏風(fēng)18-19
• 2.4 采空區(qū)瓦斯運(yùn)移特征19-20
• 2.4.1 采空區(qū)瓦斯升浮19
• 2.4.2 采空區(qū)瓦斯擴(kuò)散19
• 2.4.3 采空區(qū)瓦斯積聚19-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 3 望云礦抽采瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)及涌出量預(yù)測(cè)研究21-40
• 3.1 井田概況21-24
• 3.1.1 礦井地質(zhì)構(gòu)造21
• 3.1.2 礦井水文地質(zhì)21-22
• 3.1.3 煤層賦存與煤質(zhì)特征22-24
• 3.2 礦井開拓、開采概況24
• 3.3 礦井通風(fēng)及瓦斯情況24-25
• 3.4 望云礦瓦斯抽采基礎(chǔ)參數(shù)分析25-29
• 3.4.1 煤層瓦斯含量25-28
• 3.4.2 煤層瓦斯壓力28-29
• 3.5 礦井瓦斯儲(chǔ)量和可抽量分析29-31
• 3.6 望云礦瓦斯涌出量預(yù)測(cè)研究31-36
• 3.6.1 回采面瓦斯涌出預(yù)測(cè)31-33
• 3.6.2 掘進(jìn)面的瓦斯涌出預(yù)測(cè)33-34
• 3.6.3 采區(qū)瓦斯涌出預(yù)測(cè)34-35
• 3.6.4 礦井瓦斯涌出總量預(yù)測(cè)35-36
• 3.7 礦井內(nèi)瓦斯抽采的必要性及可行性分析36-39
• 3.7.1 礦井瓦斯涌出來(lái)源分析36-37
• 3.7.2 抽采瓦斯的必要性分析37-39
• 3.7.3 抽采瓦斯的可行性分析39
• 3.8 本章小結(jié)39-40
• 4 采空區(qū)瓦斯流場(chǎng)數(shù)值模擬相關(guān)理論研究40-51
• 4.1 概述40
• 4.2 多孔介質(zhì)基本參數(shù)40-42
• 4.3 采空區(qū)瓦斯流動(dòng)的控制方程42-50
• 4.3.1 采空區(qū)氣體組分守恒方程42-44
• 4.3.2 采空區(qū)氣體滲流場(chǎng)方程44-47
• 4.3.3 采空區(qū)氣體的擴(kuò)散場(chǎng)方程47-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 5 望云礦采空區(qū)瓦斯運(yùn)移數(shù)值模擬研究51-64
• 5.1 FLUENT軟件簡(jiǎn)介51-52
• 5.2 模擬數(shù)值建模的初始條件52-56
• 5.2.1 數(shù)值模擬幾何模型的建立52-53
• 5.2.2 參數(shù)計(jì)算和邊界條件設(shè)定53-56
• 5.3 采空區(qū)抽采瓦斯數(shù)值模擬效果分析56-63
• 5.3.1 采空區(qū)只有漏風(fēng)條件下的數(shù)值模擬結(jié)果56-58
• 5.3.2 采空區(qū)只設(shè)置高抽巷情況下的數(shù)值模擬結(jié)果58-61
• 5.3.3 采空區(qū)設(shè)置尾巷抽采時(shí)的數(shù)值模擬結(jié)果61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 在學(xué)研究成果69-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：325296