突出厚煤层沿空侧实体煤内应力与瓦斯分布规律

发布时间：2017-05-14 14:15

  本文关键词：突出厚煤层沿空侧实体煤内应力与瓦斯分布规律，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：突出厚煤层工作面回采形成采空区的过程中,相邻工作面沿空侧实体煤内应力与瓦斯重新分布,形成了一定的卸压区和消突区。根据《防治煤与瓦斯突出规定》倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m,下帮至少10m;其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m内,必须消除突出危险性。因此,研究沿空侧实体煤内应力与瓦斯分布规律对沿空巷道的掘进具有重大的意义。论文首先介绍了鹤壁八矿3103工作面沿空侧实体煤的原始瓦斯含量与原始地应力以及现场钻屑量与瓦斯含量的测试方法;其次利用现场实测钻屑量与瓦斯含量以及相关理论分析实验条件下沿空侧煤体内应力与瓦斯分布规律;最后利用COMSOL Multiphysics软件对煤体内应力以及瓦斯压力进行数值模拟,并与实验条件下得到的应力与瓦斯分布规律进行相互验证,验证所得结论的合理性。结果表明:鹤壁八矿3103工作面沿空侧实体煤内瓦斯压力最大位置位于应力峰值之后,煤层卸压区宽度为7.73m,应力峰值距煤壁11m左右,预排瓦斯宽度为13m,并进一步得出预排瓦斯宽度随煤壁暴露时间的关系。
【关键词】：钻屑量 应力 瓦斯压力 沿空侧 数值模拟
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 煤层内应力国内外研究现状11-13
• 1.2.2 煤体内瓦斯运移国内外研究现状13-15
• 1.2.3 煤层内应力与瓦斯耦合研究现状15-16
• 1.3 沿空侧实体煤内应力与瓦斯分布规律问题的提出16-17
• 1.4 本文的研究内容和研究路线17-20
• 1.4.1 主要研究内容17-18
• 1.4.2 主要研究路线18-20
• 2 矿井概况及敏感指标测定20-28
• 2.1 矿井基本情况20-21
• 2.1.1 矿井位置20
• 2.1.2 开拓与开采方式20
• 2.1.3 矿井通风与矿井瓦斯等级20
• 2.1.4 矿井瓦斯突出情况20-21
• 2.2 工作面概况21-23
• 2.2.1 工作面位置21-22
• 2.2.2 煤层顶底板情况22
• 2.2.3 煤层状况22-23
• 2.2.4 煤尘状况23
• 2.2.5 工作面煤的各项参数23
• 2.3 敏感指标测定23-26
• 2.3.1 钻屑量测定23-24
• 2.3.2 瓦斯含量测定24-25
• 2.3.3 煤层瓦斯压力计算25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 3 沿空侧实体煤内应力分布特征28-38
• 3.1 应力对煤与瓦斯突出的影响28-29
• 3.2 鹤壁八矿3103工作面应力分布特征29-36
• 3.2.1 鹤壁八矿原始地应力分析29
• 3.2.2 利用钻屑量分析煤层应力集中区29-33
• 3.2.3 矿山应力理论分析33-36
• 3.3 本章小结36-38
• 4 沿空侧实体煤内瓦斯分布特征38-44
• 4.1 瓦斯在孔隙与裂隙流动分析38
• 4.2 煤层瓦斯流动基本规律38-41
• 4.2.1 煤层瓦斯流动基本规律38-40
• 4.2.2 煤层瓦斯流动的类型40-41
• 4.3 现场瓦斯含量分析41-43
• 4.3.1 实验结果及分析41-42
• 4.3.2 煤层瓦斯压力分析42-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 沿空侧实体煤内应力与瓦斯流动数值模拟44-68
• 5.1 沿空侧实体煤内应力与瓦斯耦合模型44-48
• 5.1.0 模型假设44
• 5.1.1 煤体变形方程44-46
• 5.1.2 应力与瓦斯渗流耦合方程46-48
• 5.2 边界条件48-49
• 5.3 模型的建立49-52
• 5.3.1 几何模型的建立49-50
• 5.3.2 模型边界的分析50-51
• 5.3.3 岩体物理力学参数51-52
• 5.4 模拟结果52-66
• 5.4.1 采空区及沿空侧煤岩体变形52-53
• 5.4.2 不同地点煤层应力分布规律53-56
• 5.4.3 煤层渗透率变化规律56-57
• 5.4.4 煤层瓦斯压力随时间变化规律57-61
• 5.4.5 沿空侧实体煤内应力与瓦斯的关系分析61-66
• 5.5 本章小结66-68
• 6.结论与展望68-70
• 6.1 主要结论68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 作者简历74-76
• 学位论文数据集76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨宗义;李志伟;;对煤矿瓦斯分布及治理的几点看法[J];中国煤炭工业;2007年03期

2 吴韦玄;陈远东;朱海宾;;乐平矿区瓦斯分布规律[J];煤;2010年12期

3 李殿臣;王营立井瓦斯分布规律的地质因素[J];煤矿安全;1989年02期

4 阎得民;;对大同煤田瓦斯分布的探讨[J];煤炭科学技术;1991年12期

5 高建良;王春霞;;倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与积聚的影响[J];安全与环境学报;2010年02期

6 李先钊;;重庆松藻矿区羊叉滩背斜瓦斯分布特征研究[J];煤矿现代化;2012年02期

7 李成栋;镇江矿区龙潭组瓦斯分布特点的初步研究[J];江苏煤炭科技;1986年02期

8 袁伟;朱炎铭;姚海鹏;;羊叉滩井田瓦斯分布的构造控制[J];黑龙江科技学院学报;2007年03期

9 汪东生;杨胜强;张光辉;徐全;;工作面风流流场及瓦斯分布规律计算机模拟[J];煤矿安全;2008年09期

10 高建良;吴妍;罗娣;;风筒出口位置对掘进工作面瓦斯分布的影响[J];安全与环境学报;2009年01期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 张子敏;张瑞林;张连发;时晓华;;漳村煤矿设瓦斯巷综放面瓦斯分布及涌出特征[A];瓦斯地质新进展[C];2001年

2 覃木广;张子敏;张玉贵;陈杰;;祁东煤矿构造演化对瓦斯分布的控制[A];瓦斯地质与瓦斯防治进展[C];2007年

3 宋志敏;曲艳伟;刁良勋;路金芳;;徐庄滑动构造特征及对瓦斯分布的影响分析[A];基于瓦斯地质的煤矿瓦斯防治技术[C];2009年

4 宋志敏;刁良勋;路金芳;;徐庄滑动构造特征及对瓦斯分布的影响分析[A];2008年全国瓦斯地质学术年会论文集[C];2008年

5 翟华;;地质构造对告成井田瓦斯分布的控制作用分析[A];瓦斯地质理论与实践——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第五次全国瓦斯地质学术研讨会论文集[C];2005年

6 邱志诚;;新庄孜煤矿地质构造与瓦斯分布关系初探[A];煤炭工业技术委员会地质分会/中国煤炭学会矿井地质专业委员会2001年学术年会论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 徐春浩;瓦斯分布和控制研究列入国家重大专项[N];地质勘查导报;2009年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 董海波;煤矿采场瓦斯分布与分布场重构技术研究[D];中国矿业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 张永平;突出厚煤层沿空侧实体煤内应力与瓦斯分布规律[D];河南理工大学;2015年

2 王春霞;倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响[D];河南理工大学;2010年

3 罗娣;倾斜巷道风流中瓦斯分布的数值模拟[D];河南理工大学;2009年

4 刘金金;局部通风倾斜巷道掘进工作面瓦斯分布规律[D];河南理工大学;2011年

  本文关键词：突出厚煤层沿空侧实体煤内应力与瓦斯分布规律，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：365437