大黄山矿综放工作面瓦斯运移规律研究

发布时间：2017-08-29 04:41

  本文关键词：大黄山矿综放工作面瓦斯运移规律研究

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【摘要】：我国是世界上最早采煤和用煤的国家，随着经济的发展，对煤炭的需求日益增加。在煤炭开采过程中，瓦斯超限对煤矿安全具有很大的危害性，，尤其是急倾斜厚煤层，由于其在开采过程中瓦斯涌出量较大，造成工作面（尤其是上隅角）的瓦斯在短时间内骤增，瓦斯治理难度增加。综放工作面的瓦斯运移规律是治理瓦斯超限和选择瓦斯抽放方法的重要指导因素，对其进行系统的研究为今后的瓦斯治理工作奠定了一定的理论基础。 本文以大黄山矿+735工作面为研究对象，针对其急倾斜厚煤层的特点，对采煤面和上隅角进行实测，利用FLUENT软件对采空区瓦斯进行了数值模拟。主要结论如下: 一、在实验室的条件下对粒径不同的45号气煤煤粒进行了瓦斯吸附实验，得出Langmuir方程曲线和瓦斯吸附等温线，吸附常数a在两种不同粒径下都比较大，所以采出的煤炭一定要及时的运出。 二、735工作面采用综放采煤方法时瓦斯涌出量较大，对采煤面和上隅角的瓦斯浓度进行实测，依据实测结果分析了采煤面瓦斯浓度在倾向、走向、垂直底板三个方向及上隅角的瓦斯浓度变化规律，结果表明沿着倾向（进风巷到回风巷）瓦斯浓度是逐渐增加的，越靠近回风巷瓦斯浓度增加越快；沿走向在进风巷处瓦斯浓度基本保持不变，靠近回风巷处，瓦斯浓度以开口向上抛物线的形式变化；上隅角的瓦斯浓度在放煤时靠近回风巷时达到最大。 三、应用FLUENT软件对采空区的瓦斯运移情况进行了计算机模拟，根据模拟结果分析了竖三带，横三区的瓦斯运移规律，得出在压实区和冒落带的瓦斯浓度比较高。 四、通过研究工作面的瓦斯运移规律，分析了上隅角的瓦斯浓度超限的原因，提出了上隅角埋管结合架后抽采瓦斯的方法，在现场应用中取得了很好的抽采效果，解决了上隅角瓦斯超限的问题。 本文通过对+735综放工作面瓦斯运移规律的研究，为工作面的瓦斯治理和抽采方法的选择提供了一定的理论依据，保证了煤矿在安全的前提条件下充分发挥综放高产高效的优势。
【关键词】：瓦斯运移 数值模拟 瓦斯抽放 综放工作面 急倾斜厚煤层
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 选题的背景和意义11-12
• 1.1.1 选题背景11-12
• 1.1.2 选题意义12
• 1.2 国内外研究现状总结12-16
• 1.2.1 特厚急倾斜煤层综放研究现状12-13
• 1.2.2 综放过程中瓦斯涌出研究现状13-14
• 1.2.3 瓦斯运移现状的研究14-15
• 1.2.4 工作面及上隅角瓦斯治理现状15-16
• 1.3 论文研究的主要内容16-17
• 1.4 论文研究的技术路线17-19
• 第二章 急倾斜特厚煤层的瓦斯运移规律19-37
• 2.1 急倾斜特厚煤层的采煤方法19-24
• 2.1.1 +735 工作面的采煤方法19-21
• 2.1.2 综放的特点21-24
• 2.2 瓦斯运移的基本规律24-34
• 2.2.1 煤岩的孔隙分析24-26
• 2.2.2 煤层的透气性系数26-27
• 2.2.3 瓦斯在煤层中的存在状态27
• 2.2.4 瓦斯在煤层中流动的流场27-29
• 2.2.5 瓦斯在煤层中流动的基本规律29-34
• 2.3 瓦斯在空气中的扩散34
• 2.4 急倾斜厚煤层综放面的瓦斯运移特点34
• 2.5 本章小结34-37
• 第三章 急倾斜特厚煤层的瓦斯涌出来源分析37-57
• 3.1 实测工作面简介37-41
• 3.2 瓦斯涌出来源分析41-54
• 3.2.1 煤层瓦斯分带的特点41
• 3.2.2 煤的瓦斯含量41-45
• 3.2.3 瓦斯涌出量的计算45-47
• 3.2.4 综放工作面瓦斯涌出的规律及其影响因素47-51
• 3.2.5 +735 工作面瓦斯涌出量的分析51-54
• 3.3 本章小结54-57
• 第四章 综放工作面瓦斯浓度分布规律的研究57-71
• 4.1 采煤工作面的瓦斯浓度分布规律57-65
• 4.1.1 工作面测点布置57-58
• 4.1.2 瓦斯沿工作面方向的瓦斯分布58-60
• 4.1.3 综放面瓦斯沿垂直煤壁方向的瓦斯分布60-61
• 4.1.4 综放面在空间的瓦斯浓度分布61-64
• 4.1.5 不同位置放煤时工作面瓦斯浓度的空间分布64-65
• 4.2 上隅角的瓦斯浓度变化65-70
• 4.2.1 上隅角瓦斯运移和集聚分析65-66
• 4.2.2 不同的生产工序对上隅角瓦斯浓度的影响66-68
• 4.2.3 放煤位置不同对上隅角瓦斯浓度的影响68-70
• 4.3 本章总结70-71
• 第五章 采空区瓦斯运移规律的研究71-81
• 5.1 Fluent 软件简介71-72
• 5.1.1 Fluent 软件介绍71
• 5.1.2 Fluent 的使用流程71-72
• 5.2 采空区瓦斯的模拟72-78
• 5.2.1 模型的建立72-74
• 5.2.2 模拟结果74-78
• 5.3 模拟结果分析78-79
• 5.4 本章总结79-81
• 第六章 上隅角瓦斯治理81-87
• 6.1 上隅角瓦斯超限原因分析81
• 6.2 上隅角瓦斯治理81-85
• 6.2.1 上隅角埋管配合架后穿层钻孔抽放瓦斯81-85
• 6.3 本章小结85-87
• 第七章 结论与展望87-89
• 7.1 结论87
• 7.2 不足与展望87-89
• 参考文献89-93
• 致谢93-95
• 攻读学位期间发表的学术论文95

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：751385