鹤壁十矿顺层钻孔瓦斯抽采合理参数确定

发布时间：2017-04-01 16:00

  本文关键词：鹤壁十矿顺层钻孔瓦斯抽采合理参数确定，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文利用煤岩体变形理论以及煤层瓦斯流动,建立符合该矿的顺层钻孔抽采气固耦合模型,并利用COMSO L M ulti physics仿真软件进行模拟,模拟了瓦斯在煤体内部运移规律,对模拟结果和实测结果进行对比分析,从而验证模型的正确性。本文依靠正确数学模型以及几何模型,模拟了不同条件下对抽采效果的影响,通过现场试验验证了在20kpa的抽采负压,抽采时间为93d,钻孔的孔径为94mm的抽采条件下,得出该矿的有效抽采半径为1.5m,模拟得到的结果则为90d有效抽采半径为1.59m,实测结果与模拟结果相差不大,为模拟提供了可信度,并且通过模拟为鹤壁十矿确立了合理的钻孔孔径以及孔间距,确立了一套适合鹤壁十矿的抽采参数,对该矿的抽采工作具有一定的指导意义。
【关键词】：煤层瓦斯 顺层钻孔 抽采有效半径 数值模拟 瓦斯抽采方案
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.1.1 选题背景10
• 1.1.2 选题意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-17
• 1.2.1 煤层瓦斯抽采方法研究现状11-12
• 1.2.2 瓦斯抽采发展及现状12
• 1.2.3 煤层瓦斯流动理论研究现状12-15
• 1.2.4 煤层瓦斯抽采参数测试研究现状15-17
• 1.3 主要研究内容及技术路线17-20
• 1.3.1 研究内容17
• 1.3.2 技术路线17-20
• 2 煤层瓦斯赋存与流动主要影响因素分析及其流动方程20-28
• 2.1 瓦斯在煤层中赋存状态20
• 2.2 瓦斯在煤层中的吸附性能20
• 2.3 煤层中瓦斯的运移规律20-25
• 2.3.1 煤层中瓦斯流动的主要影响控制因素20-22
• 2.3.2 煤层瓦斯运移方式22-23
• 2.3.3 煤层中瓦斯流动场分类23-25
• 2.4 多孔介质中流体的流动方程25-26
• 2.4.1 多孔介质中流体的质量守恒方程25
• 2.4.2 达西定律25-26
• 2.5 本章小结26-28
• 3 矿井概况及煤层瓦斯基本参数测定28-36
• 3.1 矿井概况28-32
• 3.1.1 交通位置及其隶属关系28-29
• 3.1.3 井田地质构造及分布特征29
• 3.1.4 煤质特征及水文地质情况29-32
• 3.2 煤层瓦斯基本参数测定32-35
• 3.2.2 煤的坚固性系数32-33
• 3.2.3 吸附常数测试33-34
• 3.2.4 煤的工业分析34
• 3.2.5 煤的真相对密度、视相对密度34
• 3.2.6 煤的瓦斯含量及压力34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 4 基于煤层气固耦合条件下瓦斯运移规律的研究36-60
• 4.1 COMSOL Multiphysics软件以及PDE模块简介36-37
• 4.1.1 COMSOL Multiphysics软件的特征36-37
• 4.2 含瓦斯煤岩体变形控制方程37-38
• 4.2.1 平衡方程37
• 4.2.2 煤岩体变形的几何方程37
• 4.2.3 煤岩体理想弹性本构方程37-38
• 4.3 气固耦合过程主要控制变量分析38-40
• 4.3.1 孔隙率和渗透率动态变化模型39
• 4.3.2 Klinkenberg因子39
• 4.3.3 煤体吸附解吸变形39-40
• 4.4 数学模型的建立及模拟过程40-57
• 4.4.1 模型基本假设40
• 4.4.2 模型的建立40-42
• 4.4.3 边界条件和初始值42
• 4.4.4 几何模型的设定和建立42-43
• 4.4.5 数值模拟参数43
• 4.4.6 瓦斯抽采在不同影响条件下效果模拟研究43-57
• 4.5 本章小结57-60
• 5 顺层钻孔有效抽采半径的测定60-68
• 5.1 钻孔抽采半径的定义60
• 5.2 瓦斯压力降低法60-62
• 5.3 鹤壁十矿1206下顺槽顺层钻孔有效半径测定62-65
• 5.4 抽采有效半径与抽采时间、地应力以及孔径的定量关系模型65-67
• 5.4.1 SPSS软件简介66
• 5.4.2 有效抽采半径与时间、地应力以及孔径关系表达式66-67
• 5.5 本章小结67-68
• 6 确立顺层钻孔预抽瓦斯初步设计68-74
• 6.1 不同孔距对抽放效果的影响以及钻孔间距的确定68-70
• 6.2 1206下顺槽顺层钻孔布置方案70-71
• 6.3 本章小结71-74
• 7 结论与展望74-76
• 7.1 结论74-75
• 7.2 展望75-76
• 参考文献76-80
• 作者简历80-81
• 学位论文数据集81

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