隨著淺部煤炭資源的持續(xù)開發(fā),礦井開采強度不斷增大,工作面瓦斯涌出超限己成為了制約煤礦安全生產(chǎn)的瓶頸。工作面瓦斯涌出的主要來源是采空區(qū)瓦斯涌出,所以要治理工作面瓦斯涌出超限就有必要先搞清楚瓦斯在采空區(qū)內(nèi)的濃度分布和運移規(guī)律。瓦斯在采空區(qū)運移的主要驅(qū)動力是漏風,漏風又是采空區(qū)上隅角瓦斯?jié)舛瘸藓瓦z煤自燃的直接原因。在停風和無其他驅(qū)動力下,瓦斯運移依靠采空區(qū)內(nèi)的瓦斯涌出源項驅(qū)趕空氣向壓力邊界上流動,形成滲流場,強度由瓦斯涌出源項強度而定,通常比較微弱,瓦斯涌出也十分緩慢,故本文不考慮在此驅(qū)動力情況下的瓦斯運移規(guī)律。本文主要研究沒有瓦斯抽采（以U型通風為例）、僅有瓦斯尾巷排放即U+L型通風系統(tǒng)、高位鉆孔組和瓦斯尾巷同時抽排所形成的三種風流場下的采空區(qū)漏風規(guī)律以及漏風作用下的瓦斯運移規(guī)律。本文首先分析了覆巖層結(jié)構,瓦斯涌出源和影響瓦斯涌出因素等瓦斯運移的外部環(huán)境,通過多孔介質(zhì)基礎理論系統(tǒng)總結(jié)了采空區(qū)瓦斯運移特征和采空區(qū)瓦斯流動基本規(guī)律。又以相似理論為基礎探討了建立相似模擬試驗模型所要遵循的相似定理,相似條件和相似準則。本文用瓦斯流動理論和相似理論作為基礎,以沙曲礦14025工作面實際尺寸為原型建... 

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 采空區(qū)風流滲流力學研究現(xiàn)狀
        1.2.2 采空區(qū)瓦斯運移理論研究現(xiàn)狀
        1.2.3 采空區(qū)相似模擬試驗研究的發(fā)展
    1.3 論文主要研究內(nèi)容、方法及技術路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 論文研究技術路線
第二章 采空區(qū)漏風及瓦斯運移理論研究
    2.1 采空區(qū)煤巖體結(jié)構及碎脹特性
        2.1.1 采空區(qū)覆巖基本結(jié)構及特征
        2.1.2 自然堆積區(qū)巖體碎脹特性
        2.1.3 載荷影響區(qū)巖體碎脹特性
        2.1.4 壓實穩(wěn)定區(qū)巖體碎脹特性
    2.2 瓦斯涌出來源分析及影響瓦斯涌出因素
        2.2.1 采空區(qū)瓦斯涌出來源分析
        2.2.2 影響采空區(qū)瓦斯涌出因素
    2.3 多孔介質(zhì)基礎理論
        2.3.1 多孔介質(zhì)的概念及特征
        2.3.2 多孔介質(zhì)主要參數(shù)
        2.3.3 流體在多孔介質(zhì)中的運動
    2.4 采空區(qū)瓦斯運移特征
        2.4.1 采空區(qū)瓦斯的升浮
        2.4.2 采空區(qū)瓦斯的擴散
        2.4.3 空氣流動對瓦斯的對流運移
        2.4.4 采空區(qū)瓦斯的運移與積聚
    2.5 采空區(qū)瓦斯流動狀態(tài)與流動基本方程
        2.5.1 采場瓦斯流動狀態(tài)
        2.5.2 采空區(qū)瓦斯流動基本方程
    2.6 本章小結(jié)
第三章 相似模擬試驗理論基礎
    3.1 相似理論
        3.1.1 相似理論的概念
        3.1.2 相似定理
        3.1.3 相似條件
        3.1.4 量綱分析
        3.1.5 流體力學常用相似準則
    3.2 相似模擬試驗
        3.2.1 相似模擬試驗研究概念
        3.2.2 相似模擬試驗的應用與意義
    3.3 本章小結(jié)
第四章 采空區(qū)漏風規(guī)律和瓦斯運移規(guī)律相似模擬試驗研究
    4.1 綜采面采空區(qū)相似模擬試驗驅(qū)動力分析
        4.1.1 采空區(qū)驅(qū)動力分析
        4.1.2 三種驅(qū)動力下通風系統(tǒng)及抽采方式特征
    4.2 相似理論在相似材料模擬試驗的應用
        4.2.1 14205工作面簡介
        4.2.2 巷道相似
        4.2.3 采場相似
    4.3 相似模擬試驗設計及構成
        4.3.1 試驗目的及任務
        4.3.2 試驗模型的主體部分設計
        4.3.3 試驗模型的通風系統(tǒng)設計
        4.3.4 試驗模型采空區(qū)相似材料的確定與充填
        4.3.5 試驗模型的瓦斯釋放系統(tǒng)設計
        4.3.6 試驗模型的采集與測試系統(tǒng)
    4.4 試驗方法和參數(shù)測定
    4.5 相似模擬試驗結(jié)果
        4.5.1 無瓦斯抽放單一驅(qū)動力(U型通風系統(tǒng))相似試驗結(jié)果
        4.5.2 尾巷瓦斯抽排多種驅(qū)動力即U+L通風系統(tǒng)(兩進一回)相似試驗結(jié)果
        4.5.3 尾巷瓦斯抽排和高位鉆孔組多種驅(qū)動力相似實驗結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 本文主要結(jié)論
    5.2 不足與展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀學位期間所發(fā)表學術論文及科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]煤層變形與瓦斯運移耦合系統(tǒng)動力學研究[D]. 孔海陵.中國礦業(yè)大學 2009

碩士論文
[1]綜采面采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植技斑\移規(guī)律試驗研究[D]. 張運增.太原理工大學 2011
[2]綜采面“U+L”兩進一回通風系統(tǒng)采場瓦斯運移規(guī)律模擬研究[D]. 蘆倩.太原理工大學 2010
[3]“一進兩回”工作面通風系統(tǒng)瓦斯運移規(guī)律研究[D]. 李霞.太原理工大學 2010
[4]采空區(qū)發(fā)火位置數(shù)值模擬及相似材料模擬研究[D]. 王真.遼寧工程技術大學 2009
[5]綜放工作面采空區(qū)風流場分析研究[D]. 胡英俊.山東科技大學 2008



本文編號：3651697