大黄山矿综放工作面风排瓦斯技术研究

发布时间：2017-10-25 00:32

  本文关键词：大黄山矿综放工作面风排瓦斯技术研究

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【摘要】：近年来,随着煤炭行业加快改革、拓展用途,煤炭资源越来越成为人类生活中必不可少的能源,国家对煤炭行业的发展也越来越重视,并颁布了一系列的法律、法规来规范煤炭生产的各个环节,提高煤炭行业的安全性,使得全国煤炭行业的安全生产形势保持了持续好转。但统计近些年来的煤矿事故可以发现,瓦斯事故所占的比率一直居高不下,成为阻碍矿井安全生产的关键因素。瓦斯事故不仅会造成人员伤亡、财产损失,还会对环境造成污染,随着矿井采深的加大,瓦斯涌出量也随之加大,矿井瓦斯的防治势在必行。 本文以新疆豫新煤业大黄山矿+735工作面的实际生产条件为背景,鉴于该工作面在现有的通风系统下有时会出现工作面上隅角瓦斯超限的问题,通过一系列的研究分析,提出了+735工作面通风系统的改进方向,以解决工作面的瓦斯超限问题,并进一步提高该工作面通风系统的风排瓦斯能力。本文研究的主要内容如下： 一、本文在介绍了多孔介质中流体流动规律及瓦斯在煤体中的流动规律的基础上,对综放工作面采空区的瓦斯涌出源及瓦斯涌出特点进行分析,并提出了影响采空区瓦斯涌出量的主要因素。 二、对现有的矿井瓦斯治理的方法进行了介绍,并将重点放在利用通风系统风排瓦斯来治理瓦斯的研究上,根据以往资料对工作面各种通风系统的优缺点及风排瓦斯能力进行了理论分析。 三、介绍了大黄山矿的矿井概况及+735工作面的基本情况,研究了+735工作面瓦斯的主要来源,并对煤壁和采空区的瓦斯涌出量进行分析测定,为工作面通风系统的改进提供依据。 四、为了对工作面不同通风系统下采空区瓦斯的运移规律进行进一步研究,建立相似模拟试验模型,通过对示踪气体移动规律的观测研究,提出了各通风系统下采空区瓦斯的流动路线,并直观分析了各通风系统治理上隅角瓦斯超限的效果及优缺点。结合+735工作面的实际情况,选择U+I型通风系统作为其日后通风系统的改进方向。 五、通过对U+I型通风系统内错尾巷布置在不同高度时,尾巷及回风巷的瓦斯浓度分布规律进行FLUENT数值模拟,确定了+735工作面内错尾巷的最佳布置高度,以使工作面通风系统能够达到最好的风排瓦斯效果。 通过对大黄山煤矿+735工作面通风系统的改进方向进行研究分析,为该工作面上隅角瓦斯超限问题提供了解决思路,并提高了矿井工作面通风系统的风排瓦斯能力,保证了该矿采煤工作安全高效的进行。
【关键词】：采空区 瓦斯运移 工作面通风系统 相似模拟 数值模拟
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 选题背景和研究意义11-13
• 1.1.1 选题背景11-12
• 1.1.2 研究意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 工作面通风系统治理瓦斯研究现状13-14
• 1.2.2 相似模拟技术研究现状14-15
• 1.2.3 FLUENT数值模拟技术研究现状15-16
• 1.3 本文研究内容及研究方法16-19
• 1.3.1 研究内容16
• 1.3.2 研究方法16-19
• 第二章 综放面采空区瓦斯运移规律19-33
• 2.1 瓦斯在煤层中的流动特征19-26
• 2.1.1 多孔介质的概念19-22
• 2.1.2 瓦斯流动场22-24
• 2.1.3 瓦斯在煤层中的流动24-26
• 2.2 瓦斯涌出分析26-30
• 2.2.1 综放工作面采空区瓦斯来源26-27
• 2.2.2 综放工作面瓦斯涌出特点27-28
• 2.2.3 采空区瓦斯涌出量的计算28-30
• 2.3 影响采空区瓦斯涌出量的主要因素30-33
• 第三章 风排瓦斯技术研究33-45
• 3.1 瓦斯灾害治理的方法33-34
• 3.2 风排瓦斯34-45
• 3.2.1 U型通风系统35-37
• 3.2.2 U+L型通风系统37-38
• 3.2.3 Y型通风系统38-40
• 3.2.4 U+I型通风系统40-41
• 3.2.5 J型通风系统41-42
• 3.2.6 双U型通风系统42-45
• 第四章 矿井概况45-53
• 4.1 矿井概况45-47
• 4.1.1 大黄山矿概况45
• 4.1.2 井田煤层地质概况45-47
• 4.2 +735工作面概况47-53
• 4.2.1 工作面基本情况47
• 4.2.2 采煤方法及通风方式47-48
• 4.2.3 +735综放面瓦斯来源分析48-49
• 4.2.4 煤壁和采空区瓦斯涌出量测定49-53
• 第五章 综放面瓦斯运移规律相似模拟实验研究53-71
• 5.1 模型设计的理论依据53-60
• 5.1.1 相似理论基础53-57
• 5.1.2 相似理论在模型设计中的应用57-60
• 5.2 实验模型及实验方法60-63
• 5.3 实验结果分析63-67
• 5.4 大黄山矿通风系统的选择67-71
• 5.4.1 通风方式对比分析67-68
• 5.4.2 +735综放面通风系统的选择68-71
• 第六章 U+I型通风系统数值模拟71-81
• 6.1 FLUENT软件简介71-73
• 6.1.1 FLUENT软件介绍71-72
• 6.1.2 FLUENT的功能模块和使用流程72-73
• 6.2 U+I型通风系统数值模拟73-81
• 6.2.1 U+I型通风系统内错尾巷的作用原理73-74
• 6.2.2 模型的建立74
• 6.2.3 模型结果分析74-81
• 第七章 结论与展望81-83
• 7.1 主要结论81-82
• 7.2 不足与展望82-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-89
• 攻读硕士学位期间发表论文情况89

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