高位岩浆岩下瓦斯运移通道发育特征及瓦斯储运规律研究
发布时间：2022-01-27 09:53
硬厚岩浆岩在我国矿区分布广泛,硬厚岩层对瓦斯运移通道的发育、分布起着重要的控制作用。硬厚主关键层的破断会引起瓦斯运移通道、工作面支承应力的变化,诱发离层瓦斯突涌,造成一系列的矿井动力灾害。本文通过相似材料模拟实验研究了高位岩浆岩条件下瓦斯运移通道的发育分布规律;通过UDEC数值模拟软件和理论分析研究了关键层应力与工作面支承应力随着工作面开采应力的变化趋势以及两者之间的联系,并验证了相似材料模拟实验方案的合理性及制作的可行性;通过淮北杨柳煤矿10414工作面离层瓦斯突涌事故进行了工程实例验证,主要研究结果如下:（1）岩浆岩条件下,瓦斯运移通道发育受高位岩浆岩的控制。岩浆岩破断前,离层和破断裂隙发育高度阶段性升高,并止于岩浆岩底部,其中离层裂隙横向跨度逐渐增大,而破断裂隙不断前移。（2）关键层最大垂直应力不断增大,当关键层发生破断,垂直应力开始出现下降;卸压区范围随着工作面的推进不断增大,工作面最大支承应力和卸压区范围随着工作面的推进不断增大。当关键层发生破断时,工作面支承应力出现明显增大,关键层的存在对工作面支承应力影响较大,关键层的破断能够提供强烈的动冲击,给煤矿安全生产带来巨大的威胁...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２全站仪??Ｆｉｇ．２．２?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｔｏｔａｌ?ｓｔａｔｉｏｎ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ??２．１．３
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高瓦斯厚煤层分层开采瓦斯防治技术研究[J]. 周廷扬,李启发. 煤炭工程. 2017(S2)
[2]高位硬厚岩层下采动裂隙和支承应力演化特征及其对瓦斯运移的影响[J]. 蒋金泉,王普,郑朋强,武泉林. 采矿与安全工程学报. 2017(04)
[3]巨厚火成岩下采动覆岩应力场-裂隙场耦合演化机制[J]. 闫浩,张吉雄,张强,董祥俭,韩晓乐. 煤炭学报. 2016(09)
[4]深井高瓦斯工作面“一巷多用”瓦斯治理新模式[J]. 肖峻峰,陈洋洋,李平,樊世星,张锤金,许峰,卢平,童碧. 煤炭学报. 2015(10)
[5]外错型走向高抽巷瓦斯抽采技术应用研究[J]. 高保彬,王祖洸,常俊杰. 中国安全生产科学技术. 2015(07)
[6]上覆高位岩浆岩下离层空间的演化规律及其预测[J]. 蒋金泉,王普,武泉林,张培鹏. 岩土工程学报. 2015(10)
[7]走向高抽巷合理层位的FLUENT数值模拟[J]. 林海飞,李树刚,索亮,黄猛,赵鹏翔. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2014(02)
[8]大直径地面钻井采空区采动区瓦斯抽采理论与技术[J]. 袁亮,郭华,李平,梁运培,廖斌琛. 煤炭学报. 2013(01)
[9]高强度开采覆岩离层瓦斯通道特征及瓦斯渗流特性研究[J]. 刘洪永,程远平,陈海栋,孔胜利,徐超. 煤炭学报. 2012(09)
[10]走向高抽巷抽放采空区瓦斯数值模拟与试验分析[J]. 丁厚成,马超. 中国安全生产科学技术. 2012(05)
博士论文
[1]孤岛区域开采冲击与突出危险性耦合规律及预测技术研究[D]. 高忠红.中国矿业大学（北京） 2011
[2]上覆巨厚火成岩下煤与瓦斯突出灾害危险性评估与防治对策研究[D]. 罗文柯.中南大学 2010
[3]煤岩瓦斯动力灾害新的分类及诱发转化条件研究[D]. 王振.重庆大学 2010
[4]巨厚火成岩下远程卸压煤岩体裂隙演化与渗流特征及在瓦斯抽采中的应用[D]. 王亮.中国矿业大学 2009
[5]近距离煤层群采动裂隙场与瓦斯流动场耦合规律及防治技术研究[D]. 翟成.中国矿业大学 2008
[6]围岩宏观应力壳和采动裂隙演化特征及其动态效应研究[D]. 杨科.安徽理工大学 2007
[7]煤与瓦斯突出的耦合灾变机制及非线性分析[D]. 赵志刚.山东科技大学 2007
[8]低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究[D]. 冯增朝.太原理工大学 2005
本文编号：3612260
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２全站仪??Ｆｉｇ．２．２?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｔｏｔａｌ?ｓｔａｔｉｏｎ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ??２．１．３
Ｆｉｇ．２．１?Ｓｉｍｉｌａｒ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??＼?＾?■?ｒ；?ｙｊｍｉ??图２．２全站仪??Ｆｉｇ．２．２?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｔｏｔａｌ?ｓｔａｔｉｏｎ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ??２．１．３相似模型参数及配比选择??根据相似理论，实验模型相似比的几何相似比系数１２００，时间相似系数取??１：１４，容重相似比取１：１．５，强度相似比取１：３００，泊松比相似系数取１。??实验以细河沙为骨料、石膏和碳酸钙为胶结材料，为使实验效果最佳，在??岩层间撒云母粉，己达到分层的效果。通过查阅资料［５９］，从而选取最佳配比参??数，见表２．１。??２．１．４模型的铺设??按照表２．１中各分层所需的骨料、胶结材料进行称重，充分搅拌活匀，并根??据所设计的岩层厚度进行铺设，直到模型高度到达所设计的高度。模型如图２．３??所示。??８??
?．Ｊ?ｉｆ??图２．１相似材料模拟实验台??Ｆｉｇ．２．１?Ｓｉｍｉｌａｒ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｐｌａｔｆｏｒｍ??＼?＾?■?ｒ；?ｙｊｍｉ??图２．２全站仪??Ｆｉｇ．２．２?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ?ｔｏｔａｌ?ｓｔａｔｉｏｎ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ??２．１．３相似模型参数及配比选择??根据相似理论，实验模型相似比的几何相似比系数１２００，时间相似系数取??１：１４，容重相似比取１：１．５，强度相似比取１：３００，泊松比相似系数取１。??实验以细河沙为骨料、石膏和碳酸钙为胶结材料，为使实验效果最佳，在??岩层间撒云母粉，己达到分层的效果。通过查阅资料［５９］，从而选取最佳配比参??数，见表２．１。??２．１．４模型的铺设??按照表２．１中各分层所需的骨料、胶结材料进行称重，充分搅拌活匀，并根??据所设计的岩层厚度进行铺设，直到模型高度到达所设计的高度。模型如图２．３??所示。??８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高瓦斯厚煤层分层开采瓦斯防治技术研究[J]. 周廷扬,李启发. 煤炭工程. 2017(S2)
[2]高位硬厚岩层下采动裂隙和支承应力演化特征及其对瓦斯运移的影响[J]. 蒋金泉,王普,郑朋强,武泉林. 采矿与安全工程学报. 2017(04)
[3]巨厚火成岩下采动覆岩应力场-裂隙场耦合演化机制[J]. 闫浩,张吉雄,张强,董祥俭,韩晓乐. 煤炭学报. 2016(09)
[4]深井高瓦斯工作面“一巷多用”瓦斯治理新模式[J]. 肖峻峰,陈洋洋,李平,樊世星,张锤金,许峰,卢平,童碧. 煤炭学报. 2015(10)
[5]外错型走向高抽巷瓦斯抽采技术应用研究[J]. 高保彬,王祖洸,常俊杰. 中国安全生产科学技术. 2015(07)
[6]上覆高位岩浆岩下离层空间的演化规律及其预测[J]. 蒋金泉,王普,武泉林,张培鹏. 岩土工程学报. 2015(10)
[7]走向高抽巷合理层位的FLUENT数值模拟[J]. 林海飞,李树刚,索亮,黄猛,赵鹏翔. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2014(02)
[8]大直径地面钻井采空区采动区瓦斯抽采理论与技术[J]. 袁亮,郭华,李平,梁运培,廖斌琛. 煤炭学报. 2013(01)
[9]高强度开采覆岩离层瓦斯通道特征及瓦斯渗流特性研究[J]. 刘洪永,程远平,陈海栋,孔胜利,徐超. 煤炭学报. 2012(09)
[10]走向高抽巷抽放采空区瓦斯数值模拟与试验分析[J]. 丁厚成,马超. 中国安全生产科学技术. 2012(05)
博士论文
[1]孤岛区域开采冲击与突出危险性耦合规律及预测技术研究[D]. 高忠红.中国矿业大学（北京） 2011
[2]上覆巨厚火成岩下煤与瓦斯突出灾害危险性评估与防治对策研究[D]. 罗文柯.中南大学 2010
[3]煤岩瓦斯动力灾害新的分类及诱发转化条件研究[D]. 王振.重庆大学 2010
[4]巨厚火成岩下远程卸压煤岩体裂隙演化与渗流特征及在瓦斯抽采中的应用[D]. 王亮.中国矿业大学 2009
[5]近距离煤层群采动裂隙场与瓦斯流动场耦合规律及防治技术研究[D]. 翟成.中国矿业大学 2008
[6]围岩宏观应力壳和采动裂隙演化特征及其动态效应研究[D]. 杨科.安徽理工大学 2007
[7]煤与瓦斯突出的耦合灾变机制及非线性分析[D]. 赵志刚.山东科技大学 2007
[8]低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究[D]. 冯增朝.太原理工大学 2005
本文编号：3612260
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