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保护层开采对煤层渗透特性影响规律的研究

作　者: 毕业武
导　师: 梁冰
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 工程力学
关键词: 保护层煤与瓦斯突出采动裂隙煤岩透气性相似模拟数值模拟
分类号: TD823
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 545次
引　用: 10次
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内容摘要

本文以沈煤集团红菱煤矿保护层开采为工程实例,通过开采11^#煤层,对存在煤与瓦斯突出的7^#煤层和12^#煤层进行卸压,研究保护层开采后采动裂隙分布规律及煤岩体透气性变化规律。本文阐述了含瓦斯煤的力学特性; 通过相似模拟实验,用散斑法对保护层开采过程中采动裂隙分布规律及煤岩体的渗透性进行了分析; 通过FLAC^3D模拟采动后应力场和位移场变化情况、塑性区分布范围,分析了保护层开采后煤岩体采动裂隙分布规律及透气性变化规律; 根据应力与渗透率的关系,利用FLAC^3D数值模拟中不同开挖步的渗透率变化情况,得出煤岩体透气性的变化规律。

全文目录

1 绪论  8-15
  1．1 本文的研究背景、目的及意义  8-9
    1．1．1 本文的研究背景  8-9
    1．1．2 本文的研究目的  9
    1．1．3 本文的研究意义  9
  1．2 保护层开采理论及研究现状  9-11
  1．3 围岩采动裂隙分布研究现状  11-13
  1．4 采动裂隙分布及煤岩透气性分析存在的问题  13
  1．5 本文的主要研究内容和方法  13-15
    1．5．1 本文的研究内容  13
    1．5．2 本文的研究方法  13-15
2 含瓦斯煤的力学特性  15-23
  2．1 引言  15
  2．2 煤的空隙结构特性  15-17
    2．2．1 煤层的孔隙结构  15-17
    2．2．2 煤的裂隙性  17
  2．3 煤层中瓦斯赋存状态  17-20
  2．4 煤层的渗透特性  20
  2．5 煤的变形及强度特性  20-22
    2．5．1 煤的力学变形特性  20-21
    2．5．2 煤的强度特性  21-22
  2．6 本章小结  22-23
3 保护层开采后采动裂隙分布相似模拟实验  23-40
  3．1 红菱煤矿概况  23-24
  3．2 相似模拟实验采用的相似条件  24-28
    3．2．1 相似原理  24
    3．2．2 相似概念  24-25
    3．2．3 相似定理  25-26
    3．2．4 相似材料模型法的单值条件  26-28
  3．3 模型的设计  28-32
    3．3．1 实验对象  28
    3．3．2 实验目的  28
    3．3．3 实验内容  28
    3．3．4 相似模拟实验的观测方法  28-29
    3．3．5 相似参数的确定  29-32
  3．4 模型的建立  32-36
    3．4．1 仪器设备和应用材料  32
    3．4．2 实验材料配比  32-33
    3．4．3 模型载荷计算  33
    3．4．4 模型的制作  33-36
  3．5 实验过程及结果分析  36-39
    3．5．1 实验过程  36
    3．5．2 实验结果分析  36-39
  3．6 本章小结  39-40
4 保护层开采后采动裂隙分布的数值模拟研究  40-56
  4．1 保护层开采后采动卸压范围的数值模拟研究  40-49
    4．1．1 FLAC~(3D) 数值分析软件介绍  40-44
    4．1．2 保护层开采后应力场变化规律  44-49
  4．2 保护层开采后位移场的变化规律  49-52
  4．3 保护层开采后塑性区分布规律  52-55
  4．4 本章小结  55-56
5 保护层开采后煤岩透气性分析  56-66
  5．1 煤岩体透气性变化的影响因素  56-62
  5．2 保护层开采后煤岩透气性分析  62-64
  5．3 保护层开采后煤岩透气性变化的现场实例  64-65
  5．4 本章小结  65-66
6 结论与展望  66-68
  6．1 本文的主要结论  66-67
  6．2 进一步要研究的几个问题  67-68
攻读学位期间参与科研项目及学术论文情况  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-73

保护层开采对煤层渗透特性影响规律的研究

内容摘要

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