学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大佛寺矿综放面采空区瓦斯抽采效果研究

作　者: 刘波
导　师: 王继仁
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 采矿工程
关键词: 采空区瓦斯渗流数值模拟瓦斯抽采上向抽采钻孔
分类号: TD712
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 88次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

综放工作面的瓦斯涌出主要来源于采空区的高浓度瓦斯。采空区瓦斯抽采是保证工作面安全生产的重要技术措施，而对综放面采空区及其上覆岩层内的瓦斯渗流规律的研究则是合理高效地采空区瓦斯抽采设计的理论基础。由此，首先分析煤层开采后采场上覆岩层的垮落特征及各区带的碎胀性和孔隙性，并结合现场实际情况，确定采空区的各项基本参数，然后建立非均质条件下综放面采空区瓦斯渗流的数学模型，并应用FLUENT软件建立综放面采空区瓦斯渗流的三维数值模型，通过数值模拟对采空区瓦斯流场进行研究。本文利用FLUENT模拟了只有漏风情况、只有高抽巷抽采及高抽巷和采空区上向抽采钻孔同时抽采这三种条件下的综放采空区及其覆岩内的瓦斯渗流分布规律。对数值模拟结果分析可知：在高抽巷和上向钻孔的抽采作用下，采空区内的高浓度瓦斯向抽采口运移，从而扩大了采空区的漏风距离，稀释了采空区内高浓度瓦斯，阻碍了采空区瓦斯向工作面涌出。通过对大佛寺矿40104综放面的现场验证，考察了高抽巷和采空区上向抽采钻孔在实际应用中的效果，认为模拟结果与实际效果较为吻合，即高抽巷和采空区上向抽采钻孔抽采了大量瓦斯，减少了工作面的瓦斯涌出量，保障了工作面的安全生产。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-17
  1.1 引言  11
  1.2 国内外研究现状综述  11-15
    1.2.1 综放面采空区瓦斯渗流规律的国内外研究现状  11-14
    1.2.2 综放面采空区瓦斯抽采技术的国内外研究现状  14-15
  1.3 主要研究内容和研究方法  15-17
    1.3.1 主要研究内容  15-16
    1.3.2 主要研究方法  16-17
2 综放面采空区瓦斯运移理论  17-26
  2.1 综放面采空区覆岩垮落特征  17-22
    2.1.1 竖直方向特征及垮落带、断裂带高度确定  17-19
    2.1.2 推进方向特征  19-20
    2.1.3 横向分区特征  20-22
  2.2 采空区瓦斯涌出分析  22-24
    2.2.1 采空区瓦斯来源  22-23
    2.2.2 采空区漏风  23-24
    2.2.3 采空区瓦斯涌出有效长度的确定  24
  2.3 采空区瓦斯运移特征  24-26
    2.3.1 采空区瓦斯的升浮  24-25
    2.3.2 采空区瓦斯的扩散  25
    2.3.3 采空区瓦斯的聚集  25-26
3 综放面采空区流场数学模型  26-35
  3.1 采空区及上覆岩层多孔介质的特性  26
  3.2 综放面采空区瓦斯渗流数学模型  26-33
    3.2.1 采空区气体的基本特征  26-28
    3.2.2 空度因子  28-29
    3.2.3 采场气体流动方程  29
    3.2.4 采场中瓦斯的动力弥散方程  29-33
  3.3 采场瓦斯运移控制微分方程组  33-35
4 综放面采空区瓦斯抽采效果数值分析  35-46
  4.1 FLUENT 软件简介  35-36
    4.1.1 FLUENT 软件包的组成  35
    4.1.2 FLUENT 软件求解步骤  35-36
  4.2 数值建模初始条件  36-39
    4.2.1 模型的建立  36-38
    4.2.2 采空区网格划分  38
    4.2.3 参数及边界条件的设定  38-39
  4.3 采空区瓦斯抽采效果数值分析  39-46
    4.3.1 采空区只有漏风情况下的数值模拟结果  40-41
    4.3.2 采空区设置高抽巷时的数值模拟结果  41-43
    4.3.3 采空区设置高抽巷和上向抽采钻孔时的数值模拟结果  43-46
5 综放面采空区瓦斯抽采效果考察  46-61
  5.1 大佛寺矿概况  46-48
    5.1.1 矿井简介  46
    5.1.2 40104 综放面概况  46-48
  5.2 40104 综放面开采期间瓦斯涌出规律分析  48-52
    5.2.1 瓦斯涌出量与时间的关系  48-50
    5.2.2 瓦斯涌出量与配风量的关系  50-51
    5.2.3 瓦斯涌出量与日产量的关系  51-52
  5.3 40104 综放面采空区瓦斯抽采效果  52-61
    5.3.1 高抽巷瓦斯抽采情况  52-54
    5.3.2 采空区上向钻孔瓦斯抽采情况  54-59
    5.3.3 采空区瓦斯联合抽采效果  59-60
    5.3.4 数值模拟结果与实际情况对比分析  60-61
6 结论与展望  61-63
  6.1 主要结论  61-62
  6.2 工作展望  62-63
参考文献  63-66
作者简历  66-68
学位论文数据集  68-69

大佛寺矿综放面采空区瓦斯抽采效果研究

内容摘要

全文目录

相似论文