保护层采动影响下卸压瓦斯运移规律实验研究

发布时间：2021-03-31 16:32

　　保护层开采导致采场上覆岩层产生裂隙，从而改变了煤岩体原始的孔隙度和渗透率。保护层采动影响下卸压瓦斯在孔隙、裂隙双重介质中渗流规律研究以及煤岩体变形规律进行研究，对确定科学合理的抽采方法以及有效防治瓦斯灾害具有重要的理论价值。采用理论分析与相似模拟实验相结合的方法，对保护层采动过程中覆岩移动规律和卸压瓦斯渗流规律进行研究。主要工作如下：（1）分析保护层开采的基本特征、保护层分类以及保护层采动影响下覆岩移动规律与卸压瓦斯渗流规律。（2）研发煤与瓦斯共采相似模拟实验台，对实验台中密封舱体、保护层自动开采装置、覆岩柔性加载装置以及瓦斯渗流速度测定装置进行研制。（3）进行下保护层开采相似模拟实验，将氮气（N2）作为甲烷（CH4）的替代气体通入实验台。由实验数据分析可知煤岩体采动裂隙先后经过形成、扩展和闭合三个过程，且覆岩的离层裂隙先于穿层裂隙产生。被保护层卸压瓦斯渗流速度随着工作面的推进是一个升高、降低、再升高、再降低，最后趋于稳定的过程。 

【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 采场上覆岩体结构演化研究现状
        1.2.2 卸压瓦斯运移规律研究现状
        1.2.3 采动岩体相似模拟实验研究现状
    1.3 存在的不足
    1.4 研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
2 采动覆岩破坏特征与卸压瓦斯渗透规律
    2.1 覆岩破坏特征与规律
        2.1.1 覆岩破坏类型与特征
        2.1.2 覆岩破坏最终形态与范围
    2.2 保护层的基本特征及其分类
    2.3 采动裂隙场卸压瓦斯运移规律
        2.3.1 采动裂隙场中瓦斯来源
        2.3.2 采动卸压瓦斯运移模式
        2.3.3 采动卸压瓦斯渗流关键控制因素
        2.3.4 采动裂隙场内气体的流态
    2.4 本章小结
3 相似模拟试验台设计
    3.1 实验台设计思路
    3.2 实验台主体构成
        3.2.1 密封舱体
        3.2.2 保护层开采装置
        3.2.3 上覆加载装置
        3.2.4 采动应力测定装置
        3.2.5 渗流速度测定装置
        3.2.6 前面板强度加固装置
        3.2.7 实验台气密性测试
    3.3 本章小结
4 采动卸压瓦斯运移相似模拟实验
    4.1 相似实验基本定理
    4.2 采动卸压瓦斯运移相似模拟实验
    4.3 模型的设计及制作
        4.3.1 原型工况简介
        4.3.2 相似常数确定
        4.3.3 模型制作
        4.3.4 位移与应力测点布置
    4.4 实验步骤
    4.5 结论与分析
        4.5.1 保护层顶板垮落规律
        4.5.2 采场上覆岩层下沉规律
        4.5.3 覆岩采动裂隙演化规律
        4.5.4 采动影响下瓦斯渗流规律
        4.5.5 被保护层卸压瓦斯渗流速度变化规律
    4.6 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3111738