本文關(guān)鍵詞：基于SIMBURST的煤與瓦斯突出動態(tài)預(yù)測研究

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【摘要】：目前，國內(nèi)外學(xué)者根據(jù)煤與瓦斯突出機理提出了一系列預(yù)測煤與瓦斯突出的方法，為煤與瓦斯突出防治作出了重要的貢獻(xiàn)，但仍存在預(yù)測深度較淺、預(yù)測周期長、預(yù)測指標(biāo)不敏感以及低指標(biāo)突出時有發(fā)生等問題。本文主要根據(jù)實驗室測試、現(xiàn)場試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法確定瓦斯含量臨界值，利用煤層瓦斯含量指標(biāo)來判定煤與瓦斯突出的危險性，并在長治潞安礦區(qū)進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用。 本文通過瓦斯含量法測量值和SIMBURST軟件數(shù)值模擬來確定瓦斯含量臨界值。其中，SIMBURST軟件是由FLAC3D和COMET3耦合的三維數(shù)值計算程序�？山馕咚购縌m值則是通過瓦斯含量直接測定法計算瓦斯損失量Q1、常壓解吸瓦斯含量Q2、煤樣粉碎瓦斯解吸量Q3值來確定。 瓦斯含量測定的具體方法是在井下各個取樣地點，先通過15m、25m、30m、35m、45m、60m鉆孔取樣，再根據(jù)誤差計算分析確定合理取樣深度為30m~35m；再之后分別測定潞安礦區(qū)三個礦井3號煤層瓦斯含量值。同時，結(jié)合礦井實際資料與實驗測試結(jié)果后，計算出模擬所需的基本參數(shù)，再運用FLAC3D和COMET3耦合數(shù)值模擬，，不斷增加設(shè)定的初始瓦斯壓力直至發(fā)生煤與瓦斯突出，以此來確定模擬瓦斯含量臨界值。 本文的研究成果在潞安礦區(qū)五陽礦、高河礦、古城礦3#煤層進(jìn)行了應(yīng)用。瓦斯含量臨界值計算結(jié)果為五陽礦8.1m3/t、高河礦為7.6m3/t、古城礦為8.6m3/t；并將瓦斯含量臨界值運用在這三個礦井，結(jié)果表明這種計算瓦斯含量臨界值的方法很有前景，而且是科學(xué)可行的方法。
【關(guān)鍵詞】：煤與瓦斯突出 瓦斯含量法 數(shù)值模擬 臨界瓦斯含量 合理取樣深度
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD713
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 論文選題背景和意義9-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 煤與瓦斯突出機理12-15
• 1.2.2 煤與瓦斯突出預(yù)測技術(shù)15-18
• 1.2.3 突出數(shù)值模擬18-20
• 1.3 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線20-23
• 第二章 煤層瓦斯含量基礎(chǔ)參數(shù)的實驗測試23-41
• 2.1 間接法估算煤層瓦斯含量方法23-24
• 2.2 直接法測定瓦斯含量24-28
• 2.2.1 常壓解吸瓦斯含量 Q2的測定24-25
• 2.2.2 煤樣粉碎后瓦斯解吸量 Q3的測定25-26
• 2.2.3 瓦斯損失量計算方法26-28
• 2.3 不同取樣深度對瓦斯含量測定值的影響28-32
• 2.3.1 不同取樣深度下 Q1、Q2、Q3的值對比分析28-30
• 2.3.2 不同深度下 Qm值的對比分析以及確定合理的取樣深度30-32
• 2.4 潞安礦區(qū)三個礦井 35m 鉆孔取樣可解吸瓦斯含量 Qm 值測定結(jié)果32-33
• 2.5 數(shù)值模擬所需的煤體單軸抗壓強度、VL、PL參數(shù)測定33-38
• 2.5.1 高壓等溫吸附試驗33-36
• 2.5.2 煤體單軸抗壓強度36-38
• 2.6 本章小結(jié)38-41
• 第三章 基于 SIMBURST 三相耦合數(shù)值模擬基礎(chǔ)理論41-53
• 3.1 兩相耦合到三相耦合數(shù)值模擬的發(fā)展41
• 3.2 SIMBURST 軟件介紹及耦合數(shù)值模擬41-52
• 3.2.1 基于 FLAC3D 的煤體變形和破壞的數(shù)值模擬42-44
• 3.2.2 COMET3 的瓦斯吸附-解吸與流動模型44-48
• 3.2.3 耦合數(shù)值模擬48-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 第四章 突出數(shù)值模擬確定瓦斯含量臨界值53-79
• 4.1 突出數(shù)值模擬53-59
• 4.1.1 計算模型建立53-55
• 4.1.2 開采過程中煤體的變形和孔隙壓力的分布55-59
• 4.2 實例59-74
• 4.2.1 試驗地點概況59-65
• 4.2.2 試驗?zāi)M結(jié)果與分析65-70
• 4.2.3 瓦斯含量法預(yù)測突出指標(biāo)臨界值確定70-74
• 4.3 瓦斯含量預(yù)測突出靈敏性分析74-76
• 4.4 煤與瓦斯突出預(yù)測指標(biāo)的測試方法建立76-78
• 4.5 本章小結(jié)78-79
• 第五章 結(jié)論與展望79-81
• 5.1 主要研究結(jié)論79-80
• 5.2 不足與展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-87
• 致謝87-89
• 攻碩期間主要科研成果89

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：602138