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煤与瓦斯突出后瓦斯动态涌出规律研究

作　者: 李海港
导　师: 程国强
学　校: 山东科技大学
专　业: 工程力学
关键词: 瓦斯涌出量数值模拟突出孔洞瓦斯透气系数瓦斯含量
分类号: TD713
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

预测或计算煤与瓦斯突出后瓦斯涌出量,不但有助于预防煤与瓦斯突出事故,而且可以在发生煤与瓦斯突出事故后计算出瓦斯涌出量情况下,对煤与瓦斯突出的研究提供帮助。本文结合现场资料分析了煤与瓦斯突出后瓦斯涌出来源；在理论分析的基础上,利用破碎煤瓦斯解吸规律推导出抛出煤瓦斯涌出速度公式；运用数值模拟的方法对煤与瓦斯突出后突出孔洞周围煤层瓦斯动态涌出规律进行研究；然后提出了煤与瓦斯突出后瓦斯涌出量的计算方法,主要内容包括：(1)广泛收集、整理并分析煤与瓦斯突出事故现场资料,分析了煤与瓦斯突出后瓦斯涌出来源,推导出了抛出煤瓦斯涌出速度公式,并确定煤与瓦斯突出时突出强度、煤层中原始的瓦斯压力、原始煤层瓦斯透气系数、煤层中瓦斯含量、煤层厚度等参数的取值范围,针对不同参数的取值设计数值模拟工况；(2)利用数值模拟软件ANSYS,建立煤与瓦斯突出后突出孔洞周围煤层瓦斯动态涌出的数值模型,针对不同的工况进行了数值模拟,根据模拟结果,绘制流量准数随时间准数变化的双对数曲线,结果表明：不同工况的流量准数随时间准数变化的双对数曲线初始阶段近似平行,随时间准数增大最终近似重合为一条斜直线；根据瓦斯流量准数随时间变化的双对数曲线,提出了突出孔洞周围煤层瓦斯涌出速度的计算方法；(3)提出了煤与瓦斯突出过程中瓦斯动态涌出量的通用计算公式和方法；(4)结合煤与瓦斯突出事故现场资料,利用煤与瓦斯突出后瓦斯涌出量计算方法,反算了煤与瓦斯突出事故中的参数,并进行了实例验证。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1 绪论  9-14
  1.1 课题的提出  9-10
  1.2 课题研究目的及意义  10
  1.3 国内外研究现状、发展动态  10-13
  1.4 主要研究内容  13-14
2 煤与瓦斯突出后瓦斯动态涌出理论研究及实例分析  14-33
  2.1 煤与瓦斯突出后瓦斯涌出来源分析  14-16
  2.2 突出孔洞周围煤层瓦斯动态涌出规律研究  16-19
  2.3 抛出煤的瓦斯动态涌出规律分析  19-24
  2.4 煤与瓦斯突出后瓦斯涌出量算例  24-32
  2.5 本章小结  32-33
3 突出孔洞周围煤层瓦斯动态涌出规律模拟研究  33-54
  3.1 数值模型参数  33-34
  3.2 模拟结果及分析  34-48
  3.3 瓦斯动态涌出规律分析  48-53
  3.4 本章小结  53-54
4 煤与瓦斯突出后瓦斯涌出量的近似计算  54-68
  4.1 突出孔洞周围煤层瓦斯涌出速度的近似计算  54-60
  4.2 卸压区范围和参数m的确定  60-65
  4.3 煤与瓦斯突出事故实例  65-66
  4.4 本章小结  66-68
5 结论与展望  68-71
  5.1 主要结论  68-69
  5.2 主要创新性成果  69-70
  5.3 不足与展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-76
作者在攻读硕士期间发表的论文  76

煤与瓦斯突出后瓦斯动态涌出规律研究

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