本文關(guān)鍵詞：趙莊礦大采高工作面采空區(qū)瓦斯運(yùn)移及分布規(guī)律研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著采煤技術(shù)的發(fā)展,煤礦開(kāi)采規(guī)模不斷加大,導(dǎo)致工作面瓦斯涌出量急劇上升,采煤工作面上隅角瓦斯頻頻超限,嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。采空區(qū)瓦斯是工作面瓦斯涌出的主要來(lái)源,因此研究分析采空區(qū)風(fēng)流及瓦斯分布規(guī)律,對(duì)回采工作面瓦斯防治及采空區(qū)瓦斯抽放具有重要意義。本文根據(jù)趙莊礦3304工作面采空區(qū)實(shí)際情況,設(shè)定了采空區(qū)滲透率分布,利用Fluent軟件模擬得出工作面壓力分布,經(jīng)分析工作面兩端壓差為110Pa,與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值基本一致。在此基礎(chǔ)上模擬分析了無(wú)鉆孔抽放時(shí)采空區(qū)瓦斯涌出源為整個(gè)采空區(qū)均勻涌出,上鄰近層及底板遺煤處涌出兩種不同情況下下采空區(qū)風(fēng)流及瓦斯分布規(guī)律。通過(guò)分析得出:采空區(qū)瓦斯兩種瓦斯涌出位置不同情況下工作面采空區(qū)風(fēng)流流線(xiàn)基本一致,風(fēng)流均沿工作面與采空區(qū)整個(gè)交界面流入采空區(qū),之后攜帶采空區(qū)的瓦斯流向尾巷。采空區(qū)瓦斯為上鄰近層及底板遺煤處涌出時(shí),在X=30m附近瓦斯?jié)舛纫迅哌_(dá)20%,但采空區(qū)瓦斯為均勻涌出時(shí),在X=30m附近瓦斯?jié)舛葍H為5%,與均勻涌出相比,瓦斯涌出為上鄰近層及底板遺煤處涌出時(shí)高濃度瓦斯更靠近工作面;垂直方向上,靠近底板及上鄰近層瓦斯涌出源附近,瓦斯?jié)舛确植汲抒^狀,靠近頂板及底板處瓦斯?jié)舛容^高,中間部分瓦斯?jié)舛鹊汀２煽諈^(qū)瓦斯為整個(gè)采空區(qū)均勻涌出時(shí),采空區(qū)瓦斯在豎直方向上有明顯分層現(xiàn)象,底板附近瓦斯?jié)舛容^小,從采空區(qū)底部到頂部逐漸增大,頂板附近的瓦斯?jié)舛雀哌_(dá)90%上。本文還選取了該工作面采空區(qū)現(xiàn)場(chǎng)抽采效果較好的一組高位鉆孔作為研究對(duì)象,數(shù)值模擬了兩種不同瓦斯涌出源位位置情況下各鉆孔的抽采混量和抽采純量,并將模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比,結(jié)果表明:兩種不同瓦斯涌出源位置情況下,同一鉆孔的抽采混量基本相同且與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本一致,但瓦斯抽采純量差別較大,驗(yàn)證了數(shù)值模擬參數(shù)的正確性。
【關(guān)鍵詞】：采空區(qū) 數(shù)值模擬 滲透率 瓦斯分布 高位鉆孔
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TD712
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 采空區(qū)風(fēng)流及瓦斯分布規(guī)律研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本文研究的內(nèi)容、方法和意義15-17
• 1.3.1 本文研究?jī)?nèi)容15
• 1.3.2 本文研究步驟15-16
• 1.3.3 本文研究意義16-17
• 2 回采工作面采空區(qū)氣體流動(dòng)數(shù)值模擬相關(guān)理論17-27
• 2.1 多孔介質(zhì)理論17-19
• 2.1.1 多孔介質(zhì)的概念及特性17
• 2.1.2 多孔介質(zhì)的特征17-19
• 2.2 工作面及采空區(qū)氣體流動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立19-21
• 2.2.1 采空區(qū)氣體流動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立19-21
• 2.2.2 工作面氣體流動(dòng)數(shù)學(xué)模型的建立21
• 2.3 工作面及采空區(qū)氣體流動(dòng)的CFD解算方法21-24
• 2.3.1 建立離散方程21-23
• 2.3.2 求解離散方程23-24
• 2.4 FLUENT軟件的簡(jiǎn)介24-25
• 2.4.1 FLUENT軟件的功能及求解過(guò)程24
• 2.4.2 多孔介質(zhì)在Fluent中的設(shè)置24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 3 趙莊礦3304工作面概況及物理模型的建立27-39
• 3.1 趙莊礦3304工作面概況27-29
• 3.1.1 趙莊礦基本概況27
• 3.1.2 3304工作面基本概況27-29
• 3.2 趙莊礦3304工作面瓦斯來(lái)源分析29-30
• 3.3 趙莊礦3304工作面采空區(qū)瓦斯涌出構(gòu)成分析30-32
• 3.3.1 采空區(qū)遺煤瓦斯涌出量31
• 3.3.2 鄰近層瓦斯涌出量31-32
• 3.4 趙莊礦3304工作面采空區(qū)上覆巖層“豎三帶”范圍的確定32-33
• 3.5 趙莊礦3304工作面采空區(qū)孔隙率分布的選取33-34
• 3.6 趙莊礦3304工作面物理模型的建立及邊界條件設(shè)置34-38
• 3.6.1 工作面采空區(qū)物理模型35-37
• 3.6.2 工作面采空區(qū)物理模型邊界條件的設(shè)置37-38
• 3.7 本章小結(jié)38-39
• 4 趙莊礦3304工作面采空區(qū)風(fēng)流及瓦斯運(yùn)移規(guī)律39-51
• 4.1 不同瓦斯涌出位置情況下工作面采空區(qū)壓力分布39-41
• 4.2 不同瓦斯涌出位置情況下工作面采空區(qū)風(fēng)流分布規(guī)律41-42
• 4.3 不同瓦斯涌出位置情況下采空區(qū)瓦斯分布規(guī)律對(duì)比分析42-49
• 4.3.1 不同瓦斯涌出位置情況下沿采空區(qū)走向方向的瓦斯分布規(guī)律42-45
• 4.3.2 不同瓦斯涌出位置情況下沿采空區(qū)頂板方向的瓦斯分布規(guī)律45-47
• 4.3.3 兩種不同瓦斯源涌出位置情況下瓦斯分布差異較大的原因分析47-48
• 4.3.4 高位鉆孔抽放結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-51
• 5 結(jié)論與展望51-53
• 5.1 結(jié)論51-52
• 5.2 展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 作者簡(jiǎn)歷57-59
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集59

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