本文關鍵詞：采煤工作面順層長鉆孔注水濕潤半徑研究

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【摘要】：在深入分析國內外煤層注水技術研究現狀的基礎上，本文采用理論分析、實驗室實驗研究、數值模擬分析及現場試驗相結合的方法，對煤層注水過程中水在煤體內濕潤半徑擴展情況進行研究。 利用分形理論，建立了厚煤層注水平面徑向流的分形模型及注水半徑的計算關系式： 建立了薄煤層注水平面平行流的分形模型及注水半徑的計算關系式： 基于FLUENT數值模擬軟件，模擬分析了不同注水壓力、不同注水時間、不同滲透率條件下，煤層煤層的濕潤半徑擴展規(guī)律。結果表明：（1）相同注水壓力、相同煤層滲透率條件下，，隨著注水時間的延長，水流通過鉆孔逐漸向四周煤體內滲流，且徑向運移距離要大于軸向運移的距離。當注水時間到8h時，鉆孔的徑向的潤濕半徑已經超過5m了。（2）相同注水時間、相同煤層滲透率條件下，一定范圍內隨著注水壓力的增大，注水濕潤半徑不斷變大。（3）相同注水壓力、相同注水時間條件下，隨著滲透率的增大注水濕潤半徑隨之增大。滲透率對煤體注水效果的影響是顯著的。 在鄭煤白坪礦進行了煤層注水現場實驗，實驗結果表明距離注水鉆孔5-6m范圍內，煤體水份增量一般大于1%，基本上具有一定規(guī)律性，因此可認為鉆孔的有效濕潤半徑約為5-6m，與理論計算接近，與數值模擬結果十分接近，證明了理論計算公式的可行性。
【關鍵詞】：煤層注水 分形理論 濕潤半徑 數值模擬 滲透率
【學位授予單位】：華北科技學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD714.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• Contents9-11
• 圖清單11-14
• 表清單14-15
• 變量注釋表15-16
• 1 緒論16-26
• 1.1 選題意義16-18
• 1.2 煤層注水國內外研究現狀18-19
• 1.3 煤層注水濕潤半徑研究現狀19-23
• 1.4 本課題的研究內容23
• 1.5 本課題研究的整體思路、技術路線23-26
• 2 基于分形的煤層注水濕潤半徑研究26-38
• 2.1 多孔介質與分形理論26-28
• 2.2 基本方程28-29
• 2.3 厚煤層注水平面徑向流的分形模型29-34
• 2.4 薄煤層注水平面平行流的分形模型34-36
• 2.5 本章小結36-38
• 3.煤層注水相關基礎參數的測定38-48
• 3.1 煤層注水滲流系數的現場測試38-41
• 3.2 煤體孔隙率的測定41-42
• 3.3 煤水接觸角與液體表面張力測定實驗42-46
• 3.4 本章小結46-48
• 4 煤層注水濕潤半徑的數值模擬分析48-60
• 4.1 數值模擬軟件簡介48
• 4.2 煤層注水濕潤半徑的數值模擬方法48
• 4.3 煤層注水濕潤半徑的物理模型的建立48-50
• 4.4 邊界條件及初始參數的設置50
• 4.5 煤層注水濕潤半徑的數值模擬及結果分析50-59
• 4.6 本章小結59-60
• 5 煤層注水現場試驗60-80
• 5.1 試驗礦井概況60
• 5.2 鉆孔布置與施工60-65
• 5.3 基于分形理論的注水濕潤半徑的確定65-68
• 5.4 煤層注水濕潤半徑效果考察68-69
• 5.5 煤層注水前后工作面前方應力分布測定69-70
• 5.6 煤層注水前后煤體瓦斯放散初速度測定70-72
• 5.7 煤層注水前后工作面防片幫效果考察72-73
• 5.8 煤層注水前后煤層內聚力和內摩擦角的測定73-78
• 5.9 煤層注水前后工作面降塵效果考察78-79
• 5.10 本章小結79-80
• 6 結論及展望80-82
• 6.1 主要結論80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻82-86
• 作者簡歷86-88
• 學位論文數據集88

【參考文獻】

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本文編號：896611