不同开采条件下采动煤岩体瓦斯增透机理研究

发布时间：2018-06-16 02:12

  本文选题：采动力学 + 裂隙　； 参考：《中国矿业大学（北京）》2013年博士论文

【摘要】：煤岩体采动力学行为及裂隙扩展导通机理研究是增透煤层气（瓦斯）的理论基础，是煤与瓦斯共采技术支撑的关键所在。本文基于无煤柱、放顶煤与保护层三种不同开采条件，开展采动煤应力场与瓦斯场耦合试验研究，建立考虑裂隙缺陷的煤体计算力学模型，并系统研究了工作面前方煤岩体的采动力学行为、定量描述了采动应力状态及瓦斯渗透率分布特征。引入概率积分法将体积应变与渗透率结合，建立了试验与理论结合的计算模型，实现了保护层开采瓦斯卸压增透量化评价研究。基于相似模拟试验以及采动煤岩体渗透率分布的可视化技术，结合煤气耦合渗流试验，建立了体积应变-渗透率数学关系方程，得到了采场整体的瓦斯增透效果分布图。进一步提出了计算三维空间煤岩体裂纹分形曲线的面积覆盖法与粗糙断面分维计算的体积覆盖法，解决了分维计算中的精度问题，为研究三维裂纹及粗糙断面对渗透率的影响提供了一个新方法。
[Abstract]:The dynamic behavior of coal and rock mass mining and the mechanism of crack propagation and conduction are the theoretical basis of antipenetrating coalbed methane (gas) and the key to the technical support of coal and gas co-mining. In this paper, based on three different mining conditions without coal pillar, caving coal and protective layer, the coupling test of mining coal stress field and gas field is carried out, and the computational mechanics model of coal body considering crack defect is established. The mining dynamic behavior of coal and rock mass in front of the face is systematically studied, and the characteristics of mining stress state and gas permeability distribution are quantitatively described. The probabilistic integral method is introduced to combine the volume strain and permeability, and the calculation model of experimental and theoretical combination is established, and the quantitative evaluation of gas pressure relief and antipenetration in protective layer mining is realized. Based on similar simulation test and visualization technology of permeability distribution of mining coal and rock mass, combined with gas coupled seepage test, the mathematical equation of volume strain-permeability relationship is established, and the distribution map of gas antitransmittance effect is obtained. Furthermore, the area coverage method and the volume coverage method for calculating the fractal curves of cracks in three-dimensional coal and rock masses are proposed, which solves the problem of accuracy in the calculation of fractal dimension. It provides a new method to study the effect of three dimensional crack and rough section on permeability.
【学位授予单位】：中国矿业大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD712

【参考文献】

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本文编号：2024754