钻孔直径与预抽瓦斯效果关系研究

发布时间：2023-03-16 18:59

　　瓦斯灾害治理一直是煤矿安全工作的重点，而瓦斯抽采是煤矿瓦斯灾害治理的主要技术措施之一。近年来，我国瓦斯抽采量每年逐步上升，仅次于美国，但是，我国煤矿瓦斯灾害治理形势比较严峻，相比瓦斯灾害治理对瓦斯抽采的要求，总体上，我国煤矿瓦斯抽采率普遍偏低，其中，抽采系统不匹配的问题是制约瓦斯抽采率提升的主要因素之一。本文针对河南煤化焦煤集团九里山煤矿抽采系统不匹配的问题，采用理论研究、数值模拟与现场考察相结合的方式，着重考察了不同钻孔直径对预抽瓦斯效果的影响，研究预抽瓦斯效果与钻孔直径的定量关系，探讨合理的预抽瓦斯钻孔直径，为抽采系统的优化提供科学依据。 首先研究了瓦斯在煤体中的赋存状态、吸附理论及流动的规律，分析了煤对瓦斯吸附的主要影响因素及瓦斯在煤体中流动的主要影响因素，在理论研究的基础上，通过构建瓦斯运移方程，结合实验地点的物理参数，利用COMSOL软件模拟出了不同钻孔直径条件下钻孔周围瓦斯压力场的变化情况。结果表明：随着抽采时间的增加，煤层瓦斯压力降低的幅度越来越小，并且抽采时间越长，不同钻孔直径周围煤层瓦斯压力降低幅度的差异性越小；随钻孔直径的增大，钻孔周围瓦斯压力减小的范围也越大，钻孔...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 钻孔周围煤体瓦斯分布规律研究
        1.2.2 钻孔孔径对瓦斯抽采效果影响研究
    1.3 存在问题及研究内容
        1.3.1 存在问题
        1.3.2 研究内容及技术路线
    1.4 研究特色
    1.5 本章小结
2 煤体瓦斯流动理论
    2.1 煤层瓦斯的赋存状态及吸附理论
        2.1.1 瓦斯在煤中的赋存状态
        2.1.2 吸附理论
        2.1.3 影响煤对瓦斯吸附的主要因素
    2.2 煤层瓦斯流动规律
        2.2.1 煤层中瓦斯的流动规律
        2.2.2 影响瓦斯流动的主要因素
    2.3 钻孔周围煤体瓦斯的流动规律
    2.4 本章小结
3 钻孔周围煤层瓦斯运移的数值模拟
    3.1 数学模型建立
        3.1.1 基本假设
        3.1.2 煤层瓦斯流动数学模型
    3.2 数值模拟过程
        3.2.1 软件介绍
        3.2.2 数值模型及边界条件
    3.3 模拟结果及分析
    3.4 钻孔直径与瓦斯抽采效果的关系研究
        3.4.1 钻孔直径与抽采效果关系的确定
        3.4.2 合理抽采钻孔直径探讨
    3.5 本章小结
4 钻孔直径与瓦斯抽采效果关系的现场测试
    4.1 矿井概况
    4.2 实验地点概况
    4.3 有效抽采半径的现场测试
        4.3.1 测试原理
        4.3.2 测试方法
        4.3.3 测试结果
    4.4 不同直径钻孔的瓦斯抽采效果现场测试
        4.4.1 测试方法
        4.4.2 测试结果
    4.5 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：3763132