本文關(guān)鍵詞：余吾煤業(yè)采動(dòng)裂隙場(chǎng)中瓦斯運(yùn)移規(guī)律研究及工程應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：采動(dòng)裂隙場(chǎng)瓦斯流動(dòng)是實(shí)現(xiàn)深部煤與瓦斯共采的基礎(chǔ)。本文采用了WYS-800微機(jī)控制電液伺服三軸瓦斯?jié)B流試驗(yàn)裝置,進(jìn)行了瓦斯煤的力學(xué)特性和瓦斯?jié)B流的實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)實(shí)際的采動(dòng)裂隙帶的簡(jiǎn)化構(gòu)建了采動(dòng)裂隙場(chǎng)的梯臺(tái)模型,數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建運(yùn)用了動(dòng)量守恒方程、連續(xù)性方程等,采用FLUENT模擬軟件對(duì)U型通風(fēng)系統(tǒng)和U型通風(fēng)+高抽巷的采動(dòng)裂隙帶中瓦斯運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了模擬,通過余吾煤業(yè)S2107工作面的實(shí)測(cè)來(lái)驗(yàn)證。在不同瓦斯壓力和不同圍壓條件下進(jìn)行了三軸應(yīng)力-應(yīng)變滲流實(shí)驗(yàn)。常規(guī)三軸應(yīng)力—應(yīng)變分為四個(gè)階段:壓密階段、彈性階段、屈服階段、破壞階段。加卸載應(yīng)力—應(yīng)變分為三個(gè)階段:軸向應(yīng)力加載階段、軸向應(yīng)力恒定階段、軸向應(yīng)力下降階段。在圍壓不變的條件下,煤樣的抗壓強(qiáng)度會(huì)隨著瓦斯壓力的變大而減小,煤樣的滲透率隨著瓦斯壓力的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律。在瓦斯壓力不變的條件下,煤樣的強(qiáng)度會(huì)隨著圍壓的增大而增大,煤樣的滲透率會(huì)隨著圍壓的增大而減小。從兩種條件下的滲透率曲線來(lái)看,基本上呈現(xiàn)“U”字型,煤樣的滲透率會(huì)隨著軸向應(yīng)力的增加先減小然后增大。在不同瓦斯壓力條件下加卸載實(shí)驗(yàn)中,軸向力恒定階段煤樣的軸向應(yīng)變、體積應(yīng)變、徑向應(yīng)變勻速的增大,滲透率一開始繼續(xù)下降,然后滲透率開始增大,增加的幅度非常小,在下降階段,滲透率迅速增大,而且瓦斯壓力越大,滲透率也會(huì)相應(yīng)的增大。不同圍壓條件下的加卸載實(shí)驗(yàn),開始卸圍壓時(shí),軸壓是不變的,軸向應(yīng)變,徑向應(yīng)變,體積應(yīng)變開始增大。而且圍壓越小,三種變形增長(zhǎng)速率越大,說明圍壓對(duì)瓦斯?jié)B透有束縛作用,而且最終的滲透率都不會(huì)超過初始值。用FLUENT軟件對(duì)U型通風(fēng)、U型通風(fēng)+高抽巷兩種通風(fēng)系統(tǒng)下的瓦斯運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了模擬,得出了從工作面到采空區(qū)深部瓦斯?jié)舛戎饾u升高,上隅角瓦斯?jié)舛容^高。U型通風(fēng)+高抽巷條件下,工作面上隅角瓦斯?jié)舛冉档偷搅?%以下,改善了工作面安全條件。通過對(duì)余吾煤業(yè)S2107工作面的實(shí)測(cè)得出高抽巷抽采瓦斯量大,抽采濃度高,同時(shí)高抽巷的抽采降低了回風(fēng)巷的瓦斯量和瓦斯?jié)舛取８叱橄锍椴赏咚沽亢蜕嫌缃峭咚節(jié)舛确治鰧?duì)比,得出開采初期高抽巷抽采瓦斯量比較小,而上隅角瓦斯?jié)舛确浅８?隨著采動(dòng)裂隙帶的發(fā)育開始,高抽巷抽采瓦斯量逐步增大,上隅角瓦斯?jié)舛戎饾u降低了,高抽巷解決了工作面和上隅角瓦斯超限的問題,改善了工作面安全生產(chǎn)條件。
【關(guān)鍵詞】：采動(dòng)裂隙場(chǎng) 瓦斯運(yùn)移 滲透率 上隅角
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD712
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 研究課題的提出10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 瓦斯?jié)B流理論研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 采動(dòng)裂隙場(chǎng)演化研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 含瓦斯煤加載力學(xué)特性研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線17-18
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容17
• 1.3.2 技術(shù)路線17-18
• 2 瓦斯在采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)分布規(guī)律18-28
• 2.1 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)的形成及其形態(tài)分布18-19
• 2.2 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)的劃分19-22
• 2.2.1 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)三區(qū)劃分20
• 2.2.2 采動(dòng)覆巖裂隙場(chǎng)三帶劃分20-22
• 2.3 采動(dòng)裂隙場(chǎng)卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律22-27
• 2.3.1 采動(dòng)裂隙場(chǎng)中瓦斯來(lái)源22-23
• 2.3.2 采動(dòng)卸壓瓦斯空隙滲流特性23-24
• 2.3.3 瓦斯運(yùn)移關(guān)鍵控制因素24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 含瓦斯煤力學(xué)特性及滲流規(guī)律試驗(yàn)研究28-48
• 3.1 煤樣的采集及加工28-29
• 3.2 煤樣的基本參數(shù)29-30
• 3.3 試驗(yàn)裝置30-31
• 3.4 實(shí)驗(yàn)方案31-32
• 3.5 試驗(yàn)結(jié)果分析32-46
• 3.5.1 不同瓦斯壓力煤體全應(yīng)力-應(yīng)變滲流實(shí)驗(yàn)32-36
• 3.5.2 不同圍壓煤巖全應(yīng)力-應(yīng)變瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)36-40
• 3.5.3 不同瓦斯壓力條件下加卸載煤樣力學(xué)特性及滲流特性試驗(yàn)研究40-44
• 3.5.4 不同圍壓條件下加卸載煤樣力學(xué)特性及滲流特性試驗(yàn)研究44-46
• 3.6 本章小節(jié)46-48
• 4 采動(dòng)裂隙帶中瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬分析48-62
• 4.1 FLUEN T軟件簡(jiǎn)介48-49
• 4.2 數(shù)學(xué)模型的建立49-50
• 4.3 采動(dòng)裂隙場(chǎng)的幾何模型及網(wǎng)格劃分50-51
• 4.4 模型主要參數(shù)的確定51-54
• 4.4.1 孔隙率51-52
• 4.4.2 瓦斯源項(xiàng)的確定52-53
• 4.4.3 模擬邊界條件的確定53-54
• 4.5 數(shù)值模擬分析54-59
• 4.5.1 U型通風(fēng)下瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬54-57
• 4.5.2 U型通風(fēng)+走向高抽巷通風(fēng)系統(tǒng)瓦斯運(yùn)移規(guī)律數(shù)值模擬57-59
• 4.6 本章小節(jié)59-62
• 5 卸壓瓦斯抽采工程應(yīng)用62-72
• 5.1 S2107工作面概況62-63
• 5.2 高抽巷抽采瓦斯設(shè)計(jì)原理63
• 5.3 高抽巷位置布置63-64
• 5.3.1 與煤層頂板垂直的布置63-64
• 5.3.2 與回風(fēng)巷平距的布置64
• 5.4 綜放工作面瓦斯涌出規(guī)律64-66
• 5.5 采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律66-67
• 5.5.1 采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植家?guī)律67
• 5.5.2 采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律67
• 5.6 抽采效果67-71
• 5.7 本章小節(jié)71-72
• 6 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 主要結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要科研成果80

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本文編號(hào)：345415