长平矿8#煤层开采瓦斯的运移及抽采分析

发布时间：2017-06-29 10:08

  本文关键词：长平矿8#煤层开采瓦斯的运移及抽采分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着对煤炭需求量的增大和煤质要求的提高,我国煤炭的开采由浅部区域转入了深部的地下空间。近距离煤层群的开采占我国煤炭开采的比例很大,深部近距离煤层的开采有着瓦斯压力大、低透气性、地应力大等特点,且高瓦斯邻近煤层的开采极易造成瓦斯越流到作业空间,引起瓦斯集聚和瓦斯超限事故的发生,这为工作面的安全生产带来了很大的困难。近距离煤层瓦斯的卸压开采作用对保障工作面安全、高产、高效开采有着积极的作用。论文针对长平矿近距离煤层下保护层开采的条件,以84301工作面为研究对象,应用理论分析、经验统计和数值模拟的方法对长平矿84301工作面上覆岩层运移规律、采空区中瓦斯的分布规律及瓦斯的抽采进行了相应的研究。运用扩散定律及达西定律研究瓦斯的运移规律,对煤体中卸压瓦斯的运移展开研究。利用FLAC3D软件对84301工作面开采过程进行建模模拟,对推进到一定距离的工作面上覆岩层的应力及破坏范围进行了分析。借助Fluent软件分析了84301“U+L”型两进一回通风方式下工作面和采空区内部的瓦斯分布规律,在采空区内获取推进方向、垂直方向和倾向选取截面,对截面上的瓦斯浓度分布进行了描述,这为选取瓦斯的抽采位置提供了依据。针对长平矿近距离煤层的特点,选用高抽巷抽采上覆煤岩体开采后卸压的瓦斯,起到截流的作用。通过变换高抽巷中心的位置,比对工作面上隅角处的瓦斯浓度,选取最有效的高抽巷布置层位,达到优化高抽巷位置的作用。
【关键词】：近距离煤层 卸压瓦斯 采空区 高抽巷 瓦斯抽采
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712.6
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题背景及意义10-12
• 1.1.1 选题背景10-11
• 1.1.2 选题意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 瓦斯运移理论研究现状12-13
• 1.2.2 上覆岩层裂隙场和渗流场分布规律的研究现状13
• 1.2.3 卸压瓦斯的运移研究现状13-14
• 1.2.4 瓦斯抽采技术研究现状14-15
• 1.3 研究内容、方法及技术路线15-18
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 研究方法及技术路线15-17
• 1.3.3 论文的研究价值17-18
• 2 综采工作面瓦斯运移理论及涌出预测分析18-32
• 2.1 工程背景18-20
• 2.1.1 煤层基本情况18-19
• 2.1.2 地质构造19
• 2.1.3 巷道施工的问题与建议19-20
• 2.2 煤层瓦斯赋存及采场瓦斯运移规律20-23
• 2.2.1 煤层瓦斯赋存规律分析20
• 2.2.2 采场瓦斯运移规律20-23
• 2.3 综采工作面采动裂隙的发育规律分析23
• 2.4 采空区的非均质性23-27
• 2.4.1 采空区冒落规律分析23-24
• 2.4.2 垮落带、裂隙带高度的计算24-26
• 2.4.3 采空区孔隙度的分布26-27
• 2.5 瓦斯来源及瓦斯涌出的影响因素27-31
• 2.5.1 采场瓦斯的来源分析27-29
• 2.5.2 影响瓦斯涌出的主要因素29-30
• 2.5.3 采空区中瓦斯源相的估算30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 3 采动覆岩裂隙带的研究32-38
• 3.1 FLAC3D软件简介32
• 3.2 数值模拟方法与步骤32-35
• 3.2.1 三维空间模型的建立32-33
• 3.2.2 模拟参数的设置33-35
• 3.3 模拟结果分析35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 瓦斯运移规律的数值模拟研究38-55
• 4.1 FLUENT软件简介38-41
• 4.1.1 FLUENT软件的构成38-39
• 4.1.2 用户自定义函数UDF简介39-40
• 4.1.3 FLUENT的基本操作流程40-41
• 4.2 模型建立的基本控制方程41-43
• 4.3 采空区组分输运模型的构建43
• 4.4 采空区多孔介质模型的构建43-44
• 4.5 采空区瓦斯运移规律的CFD仿真模型的构建44-47
• 4.5.1 几何模型的构建及网格的划分44-46
• 4.5.2 模拟边界条件参数的选取与设定46-47
• 4.6 CFD仿真结果及分析47-54
• 4.6.1 采空区中瓦斯运移的数值模拟结果47-49
• 4.6.2 采空区中瓦斯分布规律分析49-54
• 4.7 本章小结54-55
• 5 高抽巷位置的确定55-61
• 5.1 卸压区高抽巷抽采原理55-57
• 5.2 高抽巷参数的选取与设定57-58
• 5.3 高抽巷层位的优化58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 6 结论与展望61-62
• 6.1 结论61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-64
• 作者简历64-66
• 学位论文数据集66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卢平;袁亮;程桦;薛俊华;刘泽功;童云飞;王永;蔡如法;邓中;;低透气性煤层群高瓦斯采煤工作面强化抽采卸压瓦斯机理及试验[J];煤炭学报;2010年04期

2 高建良;王海生;;采空区渗透率分布对流场的影响[J];中国安全科学学报;2010年03期

3 汪有刚;李宏艳;齐庆新;彭永伟;李春睿;邓志刚;;采动煤层渗透率演化与卸压瓦斯抽放技术[J];煤炭学报;2010年03期

4 程远平;付建华;俞启香;;中国煤矿瓦斯抽采技术的发展[J];采矿与安全工程学报;2009年02期

5 王福厚;;高位钻孔抽放瓦斯冒落带及裂隙带高度确定方法[J];煤炭技术;2008年08期

6 石必明;刘泽功;;保护层开采上覆煤层变形特性数值模拟[J];煤炭学报;2008年01期

7 张耀平;叶青;贾真真;江文武;;工作面瓦斯涌出量预测及瓦斯来源分析[J];中国矿业;2007年11期

8 胡千庭;梁运培;刘见中;;采空区瓦斯流动规律的CFD模拟[J];煤炭学报;2007年07期

9 李宗翔;;采空区场流安全理论及其研究的新进展[J];中国安全科学学报;2005年12期

10 李宗翔,夏春林,纪传仁;任意采空区边界信息处理与有限元网格生成[J];辽宁工程技术大学学报;2004年03期

  本文关键词：长平矿8#煤层开采瓦斯的运移及抽采分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：497462