我國煤層地質(zhì)條件復(fù)雜,賦存情況多變,礦井煤與瓦斯突出危險性較大,一旦發(fā)生突出,將給礦井造成巨大人力、物力損失。提高煤層瓦斯抽采效率是防止煤與瓦斯突出的有效手段之一,通過預(yù)抽煤層中瓦斯可以有效降低煤層中瓦斯壓力,增大煤層透氣性。水力沖孔使用高壓水射流切割破碎煤體,在煤層內(nèi)部沖出大直徑孔洞,利用煤體自身膨脹變形卸壓,從而在一定區(qū)域內(nèi)消除發(fā)生突出危險的可能性。本論文采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的研究方法,研究了水力沖孔后沖孔鉆孔周圍煤體應(yīng)力分布特征、裂隙發(fā)育情況及滲透性的變化規(guī)律,并將研究成果運用于張集礦北區(qū)6煤的瓦斯治理上,同時該研究成果對于其他有類似瓦斯賦存情況的煤層瓦斯治理也具有重要的指導(dǎo)意義。理論方面,通過分析煤與瓦斯之間耦合關(guān)系研究了水力沖孔后破碎煤體中瓦斯流動時滲透性的變化情況。本論文數(shù)值模擬主要借助RFPA2D-Flow數(shù)值模擬軟件,通過模擬最終得出水力沖孔后鉆孔周圍煤體的應(yīng)力分布情況,并將其劃分為“三帶”。在水力沖孔過程中,隨著沖孔半徑的不斷擴大,應(yīng)力集中峰值不斷向煤體深處移動,水力沖孔的有效影響范圍也在不斷擴大,最終通過模擬結(jié)果確定水力沖孔有效影響半徑為5m-10... 

【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 緒論
    1.1 水力沖孔國內(nèi)外發(fā)展概況
    1.2 固流耦合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 目前存在的主要問題
    1.4 本論文研究的主要內(nèi)容和方法
2 卸壓煤巖體內(nèi)瓦斯流動的規(guī)律
    2.1 煤巖體滲流特性的研究
    2.2 煤與瓦斯?jié)B流耦合特性的研究
        2.2.1 瓦斯在煤層中線性滲流
        2.2.2 瓦斯在煤層中非線性滲流
        2.2.3 瓦斯在煤層中的擴散滲透
    2.3 煤巖體破碎過程中瓦斯?jié)B透性的演化
    2.4 瓦斯在煤巖體中運動基本規(guī)律
    2.5 本章小結(jié)
3 采動影響煤層水力沖孔技術(shù)研究
    3.1 水力沖孔的原理分析
    3.2 水力沖孔對煤體應(yīng)力分布的影響
    3.3 水力沖孔對煤體中瓦斯壓力和瓦斯含量的影響
    3.4 水力沖孔的破煤原理
    3.5 采動影響煤層中進行水力沖孔的可行性研究
    3.6 本章小結(jié)
4 采動影響煤巖體水力沖孔后煤巖破碎數(shù)值模擬分析
    4.1 數(shù)值模擬軟件的介紹
    4.2 滲流—損傷耦合方程
    4.3 煤體裂隙網(wǎng)絡(luò)中的滲流耦合
    4.4 水力沖孔數(shù)值模擬研究
        4.4.1 水力沖孔的數(shù)值模擬
        4.4.2 水力沖孔結(jié)合瓦斯抽采數(shù)值模擬
    4.5 本章小結(jié)
5 采動影響下水力沖孔現(xiàn)場試驗研究
    5.1 礦井及試驗區(qū)概況
        5.1.1 礦井概況
        5.1.2 礦井概況
        5.1.3 試驗區(qū)概況
    5.2 水力沖孔煤層基本瓦斯參數(shù)測定
        5.2.1 原始瓦斯壓力
        5.2.2 原始瓦斯含量
        5.2.3 瓦斯流量衰減系數(shù)
        5.2.4 水力沖孔前瓦斯抽采半徑
    5.3 采動影響煤層水力沖孔現(xiàn)場施工工藝
        5.3.1 水力沖孔試驗設(shè)備的介紹
        5.3.2 水力沖孔鉆孔位置的布置
    5.4 采動影響煤層水力沖孔試驗過程
    5.5 水力沖孔影響因素分析
    5.6 水力沖孔后瓦斯抽采鉆孔的優(yōu)化布置
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3322617