火区下近距离煤层开采有害气体入侵灾害防控技术研究
发布时间：2021-01-30 23:02
随着科技的不断发展,煤矿开采强度不断增大,现有的易开采煤炭资源无法满足能源的需求,煤炭企业逐渐提高了对近距离煤层开采的重视。我国西部近距离煤炭资源丰富,但由于前期小煤窑的开采,煤层漏风较为严重,极易形成大范围的自燃火区。上部火区受下部煤层开采影响,漏风通道增多,进而容易加剧火区的发展,同时下部煤层的采煤工作面也会面临上部火区内有毒有害气体异常涌入的危险,严重威胁矿井的安全生产。针对近距离煤层上部火区治理难度大,火区下煤层安全回采受到威胁的现状,本文以离散元数值模拟作为研究基础,首先进行了大量的单轴压缩和巴西劈裂模拟实验,确定了煤岩体宏细观参数之间的反演公式,解决了长久以来数值模拟中存在的宏细观参数不匹配导致的数值模拟不准确的问题。利用推导得到的公式代入上覆岩层的具体宏观参数,借助PFC2D软件建立火区下近距离煤层开采模型。以30110工作面作业规程为基础,进行与现场相对应的分阶段开采模拟,并记录下推进过程中上覆岩层具体的裂隙演化规律,证明了有害气体入侵灾害的产生。为了确定有害气体入侵灾害的发生时间,采取相应的预防措施,将整个过程中的孔隙率变化情况进行动态记录,选取不同时间段的孔隙率数据...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的提出
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目的和意义
1.4 研究内容、技术路线和创新点
2 孙家岔煤矿30110工作面概况及颗粒流数值模拟细观参数的确定
2.1 孙家岔煤矿地质概况及矿井简介
2.2 颗粒流数值模拟岩石力学参数的确定
2.3 本章小结
3 火区下近距离煤层开采有害气体入侵灾害离散元数值模拟
3.1 PFC基本原理
3.2 建立模型
3.3 火区下近距离煤层开采离散元数值模拟研究
3.4 火区下近距离煤采空区孔隙率动态分布特征
3.5 本章小结
4 火区下近距离煤层开采有害气体入侵灾害防控技术研究
4.1 30110工作面上部2#煤采空区局部区域惰化技术研究
4.2 30110工作面通风压能测定准备
4.3 通风压能解算方法
4.4 30110工作面均压通风技术设计
4.5 2#煤采空区大面积跨落气体异常涌出的应急方案设计
4.6 均压通风系统应用效果分析
4.7 本章小结
5 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]液氮直注配合均压通风防灭火技术研究[J]. 郝军,石恺. 煤炭工程. 2017(S2)
[2]浅埋采场上覆岩层孔隙率的时空分布特征[J]. 武猛猛,王刚,王锐,李文鑫,褚翔宇. 煤炭学报. 2017(S1)
[3]双工作面均压通风防灭火技术在板定梁塔煤矿的应用[J]. 王海生. 煤矿安全. 2017(04)
[4]基于颗粒离散元模型的岩石蠕变模拟试验[J]. 张学朋,蒋宇静,王刚,李天斌. 中南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[5]底板贯穿型裂隙现场实测及其对瓦斯抽采的影响[J]. 齐庆新,季文博,元继宏,程志恒,刘晓刚. 煤炭学报. 2014(08)
[6]近距离厚煤层组工作面覆岩破坏规律实测研究[J]. 许延春,刘世奇,柳昭星,张旗,王焕忠. 采矿与安全工程学报. 2013(04)
[7]基于Fluent对火区下近距离煤层工作面CO异常涌入的数值模拟[J]. 王刚,孙晋安,王海洋. 中国矿业. 2013(06)
[8]浅埋近距离煤层出煤柱开采压架防治对策[J]. 鞠金峰,许家林. 采矿与安全工程学报. 2013(03)
[9]近距煤层群上行开采技术研究[J]. 张宏伟,韩军,海立鑫,李明,乔鸿波. 采矿与安全工程学报. 2013(01)
[10]采空区注二氧化碳防灭火的数值模拟研究[J]. 邵昊,蒋曙光,吴征艳,张卫清,王凯. 采矿与安全工程学报. 2013(01)
博士论文
[1]近距离煤层同采采空区自然发火防治技术研究[D]. 汪月伟.中国矿业大学（北京） 2015
[2]极近距离煤层采空区下综放面矿压规律与控制研究[D]. 刘志阳.中国矿业大学（北京） 2014
[3]采空区分区渗流与煤自燃耦合规律研究[D]. 宋宜猛.中国矿业大学(北京) 2012
[4]深部开采上覆岩层中采动裂隙网络演化规律研究[D]. 王志国.中国矿业大学（北京） 2011
[5]极近距离煤层开采围岩控制理论及技术研究[D]. 张百胜.太原理工大学 2008
[6]土工问题的颗粒流数值模拟及应用研究[D]. 罗勇.浙江大学 2007
硕士论文
[1]白皎矿近距离煤层群开采煤层自燃火灾防治技术研究[D]. 贾松磊.西安科技大学 2010
[2]煤矿周边小窑自燃火区治理关键技术的研究与应用[D]. 闫凯.太原理工大学 2010
[3]基于分形与混沌的煤自燃参数及状态预报研究[D]. 赵庆贤.西安科技大学 2003
[4]煤炭自燃监测与评价方法研究[D]. 杨东岳.山东科技大学 2003
本文编号：3009736
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的提出
1.2 国内外研究现状
1.3 研究目的和意义
1.4 研究内容、技术路线和创新点
2 孙家岔煤矿30110工作面概况及颗粒流数值模拟细观参数的确定
2.1 孙家岔煤矿地质概况及矿井简介
2.2 颗粒流数值模拟岩石力学参数的确定
2.3 本章小结
3 火区下近距离煤层开采有害气体入侵灾害离散元数值模拟
3.1 PFC基本原理
3.2 建立模型
3.3 火区下近距离煤层开采离散元数值模拟研究
3.4 火区下近距离煤采空区孔隙率动态分布特征
3.5 本章小结
4 火区下近距离煤层开采有害气体入侵灾害防控技术研究
4.1 30110工作面上部2#煤采空区局部区域惰化技术研究
4.2 30110工作面通风压能测定准备
4.3 通风压能解算方法
4.4 30110工作面均压通风技术设计
4.5 2#煤采空区大面积跨落气体异常涌出的应急方案设计
4.6 均压通风系统应用效果分析
4.7 本章小结
5 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]液氮直注配合均压通风防灭火技术研究[J]. 郝军,石恺. 煤炭工程. 2017(S2)
[2]浅埋采场上覆岩层孔隙率的时空分布特征[J]. 武猛猛,王刚,王锐,李文鑫,褚翔宇. 煤炭学报. 2017(S1)
[3]双工作面均压通风防灭火技术在板定梁塔煤矿的应用[J]. 王海生. 煤矿安全. 2017(04)
[4]基于颗粒离散元模型的岩石蠕变模拟试验[J]. 张学朋,蒋宇静,王刚,李天斌. 中南大学学报(自然科学版). 2015(10)
[5]底板贯穿型裂隙现场实测及其对瓦斯抽采的影响[J]. 齐庆新,季文博,元继宏,程志恒,刘晓刚. 煤炭学报. 2014(08)
[6]近距离厚煤层组工作面覆岩破坏规律实测研究[J]. 许延春,刘世奇,柳昭星,张旗,王焕忠. 采矿与安全工程学报. 2013(04)
[7]基于Fluent对火区下近距离煤层工作面CO异常涌入的数值模拟[J]. 王刚,孙晋安,王海洋. 中国矿业. 2013(06)
[8]浅埋近距离煤层出煤柱开采压架防治对策[J]. 鞠金峰,许家林. 采矿与安全工程学报. 2013(03)
[9]近距煤层群上行开采技术研究[J]. 张宏伟,韩军,海立鑫,李明,乔鸿波. 采矿与安全工程学报. 2013(01)
[10]采空区注二氧化碳防灭火的数值模拟研究[J]. 邵昊,蒋曙光,吴征艳,张卫清,王凯. 采矿与安全工程学报. 2013(01)
博士论文
[1]近距离煤层同采采空区自然发火防治技术研究[D]. 汪月伟.中国矿业大学（北京） 2015
[2]极近距离煤层采空区下综放面矿压规律与控制研究[D]. 刘志阳.中国矿业大学（北京） 2014
[3]采空区分区渗流与煤自燃耦合规律研究[D]. 宋宜猛.中国矿业大学(北京) 2012
[4]深部开采上覆岩层中采动裂隙网络演化规律研究[D]. 王志国.中国矿业大学（北京） 2011
[5]极近距离煤层开采围岩控制理论及技术研究[D]. 张百胜.太原理工大学 2008
[6]土工问题的颗粒流数值模拟及应用研究[D]. 罗勇.浙江大学 2007
硕士论文
[1]白皎矿近距离煤层群开采煤层自燃火灾防治技术研究[D]. 贾松磊.西安科技大学 2010
[2]煤矿周边小窑自燃火区治理关键技术的研究与应用[D]. 闫凯.太原理工大学 2010
[3]基于分形与混沌的煤自燃参数及状态预报研究[D]. 赵庆贤.西安科技大学 2003
[4]煤炭自燃监测与评价方法研究[D]. 杨东岳.山东科技大学 2003
本文编号：3009736
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