本文關(guān)鍵詞：羊東礦采空區(qū)頂板垮落模擬實(shí)驗(yàn)及瓦斯抽采的研究

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【摘要】：在地下煤炭資源的開采過程中如何有效的抽排煤層中所含的瓦斯成為保障煤炭安全生產(chǎn),降低采煤對(duì)環(huán)境污染的重要問題。在傳統(tǒng)的瓦斯抽放方案中,直接向外部排放瓦斯對(duì)于大氣的影響較大,這與當(dāng)前我國(guó)生態(tài)化發(fā)展與綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念不相符合。同時(shí),在瓦斯的抽放過程中所產(chǎn)生的各類安全隱患,也成為我國(guó)煤炭開采行業(yè)健康發(fā)展的“瓶頸”問題。針對(duì)煤炭開采中瓦斯處理上的難題,國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工程界均進(jìn)行了大量的探索,提出了瓦斯采抽技術(shù)。雖然在處理煤炭開采過程中的瓦斯問題上有了一定的技術(shù)進(jìn)步,但是,受到瓦斯自身分布、運(yùn)移以及賦存等多因素的影響。要實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯分布及其運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算則存在較大的現(xiàn)實(shí)難度。本文在前人研究基礎(chǔ)上提出了適用于煤礦瓦斯抽采指標(biāo)考核要求的瓦斯抽采分類方法,即采前抽采、采中抽采和采后抽采。對(duì)各種抽采方法的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了簡(jiǎn)要論述,并給出了羊東礦萬斯采抽具體的設(shè)計(jì)方法和技術(shù)參數(shù)。通過羊東礦實(shí)例重點(diǎn)介紹了采前抽采煤層瓦斯的區(qū)域性瓦斯抽采方法。同時(shí),在研究中從羊東礦礦井內(nèi)部的實(shí)際出發(fā),在理論分析的基礎(chǔ)上借助數(shù)學(xué)模型和實(shí)驗(yàn)室模擬等方式對(duì)羊東礦內(nèi)的瓦斯賦存、運(yùn)移等自然特征進(jìn)行了模擬分析,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)進(jìn)行校正檢驗(yàn)。從而系統(tǒng)的分析與闡述了羊東礦瓦斯在受采后的運(yùn)移規(guī)律,及其采抽策略為推動(dòng)羊東礦煤炭的安全生產(chǎn)與生態(tài)開采提供決策支持。
【關(guān)鍵詞】：羊東礦 瓦斯 采空區(qū) 采抽技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.1.1 研究背景10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 研究方法及創(chuàng)新之處12-13
• 1.3.1 研究方法12
• 1.3.2 論文的創(chuàng)新之處12-13
• 1.4 本章小結(jié)13-14
• 第2章 礦井瓦斯采抽的相關(guān)理論基礎(chǔ)14-17
• 2.1 煤層瓦斯賦存及其流動(dòng)14-15
• 2.1.1 煤層瓦斯生產(chǎn)及賦存狀態(tài)14
• 2.1.2 瓦斯在煤層中的運(yùn)動(dòng)及流通14-15
• 2.2 煤層瓦斯抽放15-16
• 2.2.1 瓦斯抽放的目的和作用15
• 2.2.2 礦井煤層瓦斯抽放的可行性15-16
• 2.2.3 瓦斯抽放的程序16
• 2.3 本章小結(jié)16-17
• 第3章 煤層瓦斯抽放系統(tǒng)的確立17-22
• 3.1 瓦斯抽放的影響因素分析17-21
• 3.1.1 煤層瓦斯含量17-19
• 3.1.2 瓦斯壓力19-20
• 3.1.3 煤層瓦斯涌出量20
• 3.1.4 煤層透氣性系數(shù)20-21
• 3.2 本章小結(jié)21-22
• 第4章 羊東礦瓦斯運(yùn)移規(guī)律22-33
• 4.1 羊東礦基本地質(zhì)情況22-27
• 4.1.1 礦區(qū)地理位置22
• 4.1.2 礦區(qū)地質(zhì)概況22-27
• 4.2 羊東礦瓦斯賦存情況27-29
• 4.3 羊東礦2#煤層基本概況及采煤工藝29-32
• 4.4 本章小結(jié)32-33
• 第5章 采空區(qū)瓦斯運(yùn)移基本特性33-42
• 5.1 采空區(qū)瓦斯來源分析33-34
• 5.1.1 采空區(qū)中瓦斯的主要來源33
• 5.1.2 采空區(qū)中鄰近層瓦斯涌入機(jī)制33-34
• 5.2 采空區(qū)垮落巖體特性34-37
• 5.2.1 采空區(qū)損傷演化特征34-35
• 5.2.2 采空區(qū)垮落巖體碎脹特征35-37
• 5.2.3 采空區(qū)瓦斯?jié)B流特性37
• 5.3 多孔介質(zhì)的基本性質(zhì)37-39
• 5.3.1 多孔介質(zhì)的孔隙性37-38
• 5.3.2 多孔介質(zhì)的壓縮性38-39
• 5.4 多孔介質(zhì)中氣體的流動(dòng)特性39-41
• 5.4.1 多孔介質(zhì)中氣體流動(dòng)狀態(tài)39
• 5.4.2 多孔介質(zhì)中氣體流動(dòng)力學(xué)特征39-40
• 5.4.3 多孔介質(zhì)中氣體流動(dòng)質(zhì)量守恒規(guī)律40
• 5.4.4 達(dá)西定律在氣體流動(dòng)中的應(yīng)用40-41
• 5.5 本章小結(jié)41-42
• 第6章 羊東礦采空區(qū)巖層垮落相似模擬研究42-68
• 6.1 相似模擬實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介42-43
• 6.2 模型設(shè)計(jì)43-45
• 6.2.1 原型條件43-44
• 6.2.2 相似參數(shù)確定44-45
• 6.2.3 模型尺寸圖45
• 6.3 模型鋪設(shè)45-50
• 6.3.1 模型材料的配比45-48
• 6.3.2 模型的鋪設(shè)工藝48-50
• 6.4 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)50-55
• 6.4.1 應(yīng)變儀的應(yīng)用50-51
• 6.4.2 光柵應(yīng)變計(jì)及壓力盒的設(shè)置51-54
• 6.4.3 全站儀的使用54-55
• 6.5 模型的加載55-56
• 6.6 模型的開挖56
• 6.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析56-66
• 6.7.1 頂板垮落情況56-60
• 6.7.2 覆巖應(yīng)力破壞范圍60-62
• 6.7.3 覆巖垂直移動(dòng)分析62-66
• 6.7.3.1 水平測(cè)線上測(cè)點(diǎn)的垂直位移分析62-64
• 6.7.3.2 豎直測(cè)線上測(cè)點(diǎn)的垂直位移分析64-66
• 6.8 采空區(qū)“豎三帶”的劃分66-67
• 6.9 本章小結(jié)67-68
• 第7章“三帶”數(shù)值模擬68-72
• 7.1 物理模型的劃分68
• 7.2 參數(shù)選取及塊體劃分68-69
• 7.3 巖層移動(dòng)分析69-70
• 7.4 巖層受力分析70-71
• 7.5“三帶”高度的確定71-72
• 7.6 本章小結(jié)72
• 第8章 高位鉆孔優(yōu)化設(shè)計(jì)方案72-77
• 8.1 冒落帶和裂隙帶高度優(yōu)化取值72-73
• 8.2 頂板鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)73
• 8.3 高位鉆場(chǎng)優(yōu)化73-74
• 8.4 高位鉆孔施工設(shè)計(jì)參數(shù)74-75
• 8.5 應(yīng)用效果75
• 8.6 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論與展望77-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-82
• 作者簡(jiǎn)介82
• 發(fā)表論文82-83

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：819494