巷道的開挖會造成應(yīng)力場的重新分布,在圍巖內(nèi)依次形成卸壓區(qū)、應(yīng)力集中區(qū)和原始應(yīng)力區(qū),其中卸壓區(qū)內(nèi)裂隙充分發(fā)育,透氣性較好,為提高進行瓦斯抽采效率,抽采鉆孔封孔深度需要超過卸壓區(qū)寬帶。因此,準(zhǔn)確測定巷旁煤巖卸壓帶寬度是優(yōu)化煤礦井下鉆孔封孔措施、提高瓦斯抽采效率的前提。本文根據(jù)煤層地應(yīng)力、透氣性和裂隙發(fā)育三者之間的關(guān)系,提出了一種新的卸壓帶寬度測試方法—鉆孔注氣漏失量法,并通過室內(nèi)試驗、數(shù)值模擬和現(xiàn)場測試相結(jié)合的研究手段驗證了該方法的可行性和測試結(jié)果的可靠性。主要成果如下:（1）開展了室內(nèi)煤樣全應(yīng)力應(yīng)變滲透率實驗并建立了滲透率演化模型。實驗結(jié)果表明:在壓密和線彈性階段中由于煤樣被壓縮,孔隙和裂隙減小,造成滲透率不斷下降;進入塑性破壞和殘余變形階段,煤體內(nèi)新生裂隙大量發(fā)育,滲透率大幅度上升。在實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,考慮了屈服破壞過程裂隙產(chǎn)生與貫通對滲透率的影響,建立了煤體全應(yīng)力應(yīng)變過程中滲透率演化模型,并與實驗結(jié)果進行對比分析,驗證了滲透率模型的正確性。（2）數(shù)值模擬研究了巷道和鉆孔開挖后煤巖應(yīng)力和滲流場分布。在上述煤巖滲透率演化模型的基礎(chǔ)上,以夏店煤礦3118運巷為研究對象,運用數(shù)值軟件FLAC... 

【文章來源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 煤體滲透率特性研究現(xiàn)狀
        1.2.2 巷道圍巖應(yīng)力分布及裂隙發(fā)育研究現(xiàn)狀
        1.2.3 煤層卸壓帶寬度考察研究現(xiàn)狀
        1.2.4 存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容及研究方案
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方案
2 含瓦斯煤全應(yīng)力應(yīng)變過程中滲透率演化模型
    2.1 實驗系統(tǒng)介紹
    2.2 實驗原理及過程
        2.2.1 實驗原理
        2.2.2 煤樣制備
        2.2.3 實驗前準(zhǔn)備工作
        2.2.4 實驗過程
        2.2.5 實驗內(nèi)容
    2.3 全應(yīng)力-應(yīng)變過程中含瓦斯煤滲流特性變化
        2.3.1 不同圍壓下全應(yīng)力-應(yīng)變及滲透率演化規(guī)律
        2.3.2 不同瓦斯壓力下全應(yīng)力-應(yīng)變及滲透率演化規(guī)律
    2.4 含瓦斯煤全應(yīng)力應(yīng)變過程中滲透率演化模型
        2.4.1 煤體未損傷階段滲透率演化模型
        2.4.2 煤體損傷階段滲透率演化模型
    2.5 煤樣全應(yīng)力應(yīng)變滲透率演化模型的驗證
    2.6 本章小結(jié)
3 巷道及鉆孔圍巖應(yīng)力場及滲透率分布規(guī)律
    3.1 FLAC3D軟件簡介
        3.1.1 基本原理
        3.1.2 FLAC3D軟件優(yōu)缺點
    3.2 數(shù)值模型建立
        3.2.1 模型設(shè)計原則
        3.2.2 模型尺寸及邊界條件
    3.3 巷道及鉆孔圍巖有效應(yīng)力演化規(guī)律
        3.3.1 巷道開挖引起應(yīng)力場的演化
        3.3.2 鉆孔開挖引起應(yīng)力場的演化
    3.4 巷道及鉆孔圍巖滲透率演化規(guī)律
        3.4.1 巷道開挖后圍巖滲透性分布規(guī)律
        3.4.2 鉆孔開挖后圍巖滲透性分布規(guī)律
    3.5 本章小結(jié)
4 鉆孔漏失法測試機理及測試系統(tǒng)
    4.1 鉆孔注氣漏失量測定卸壓帶的理論依據(jù)
    4.2 鉆孔漏失量測定巷旁卸壓帶寬度測試系統(tǒng)
        4.2.1 鉆孔注氣漏失量法測試裝置
        4.2.2 鉆孔漏失量法的優(yōu)點
    4.3 鉆孔漏失量法模擬分析
        4.3.1 模型簡介
        4.3.2 模擬結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
5 現(xiàn)場工程實踐
    5.1 試驗地點概況
        5.1.1 礦井概述
        5.1.2 測試地點概述
        5.1.3 測試地點選取
    5.2 鉆孔注氣漏失量測定方法
        5.2.1 鉆孔漏失量法操作步驟
        5.2.2 鉆孔漏失量測定結(jié)果分析
    5.3 鉆屑方法對測試結(jié)果的驗證
        5.3.1 鉆屑量法測試原理
        5.3.2 測試結(jié)果及分析
    5.4 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
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[4]瓦斯抽采鉆孔周邊煤巖滲流特性及粉體堵漏機理[D]. 胡勝勇.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
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[6]裂隙含沙滲流模型與應(yīng)用研究[D]. 宋良.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
[7]保護層開采過程中卸載煤體損傷及滲透性演化特征研究[D]. 陳海棟.中國礦業(yè)大學(xué) 2013
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碩士論文
[1]基于ABAQUS的深部巷道圍巖變形破壞規(guī)律及應(yīng)用研究[D]. 秦波.青島理工大學(xué) 2013
[2]王行莊煤礦保護層開采保護范圍確定及保護效果考察[D]. 魏二劍.河南理工大學(xué) 2011
[3]趙莊礦3#煤層瓦斯抽采鉆孔合理封孔深度研究[D]. 尚群.河南理工大學(xué) 2010



本文編號：3640740