采煤工作面顺层长钻孔注水湿润半径研究

发布时间：2017-09-21 20:10

  本文关键词：采煤工作面顺层长钻孔注水湿润半径研究

  更多相关文章： 煤层注水 分形理论 湿润半径 数值模拟 渗透率

【摘要】：在深入分析国内外煤层注水技术研究现状的基础上，本文采用理论分析、实验室实验研究、数值模拟分析及现场试验相结合的方法，对煤层注水过程中水在煤体内湿润半径扩展情况进行研究。 利用分形理论，建立了厚煤层注水平面径向流的分形模型及注水半径的计算关系式： 建立了薄煤层注水平面平行流的分形模型及注水半径的计算关系式： 基于FLUENT数值模拟软件，模拟分析了不同注水压力、不同注水时间、不同渗透率条件下，煤层煤层的湿润半径扩展规律。结果表明：（1）相同注水压力、相同煤层渗透率条件下，，随着注水时间的延长，水流通过钻孔逐渐向四周煤体内渗流，且径向运移距离要大于轴向运移的距离。当注水时间到8h时，钻孔的径向的润湿半径已经超过5m了。（2）相同注水时间、相同煤层渗透率条件下，一定范围内随着注水压力的增大，注水湿润半径不断变大。（3）相同注水压力、相同注水时间条件下，随着渗透率的增大注水湿润半径随之增大。渗透率对煤体注水效果的影响是显著的。 在郑煤白坪矿进行了煤层注水现场实验，实验结果表明距离注水钻孔5-6m范围内，煤体水份增量一般大于1%，基本上具有一定规律性，因此可认为钻孔的有效湿润半径约为5-6m，与理论计算接近，与数值模拟结果十分接近，证明了理论计算公式的可行性。
【关键词】：煤层注水 分形理论 湿润半径 数值模拟 渗透率
【学位授予单位】：华北科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD714.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• Contents9-11
• 图清单11-14
• 表清单14-15
• 变量注释表15-16
• 1 绪论16-26
• 1.1 选题意义16-18
• 1.2 煤层注水国内外研究现状18-19
• 1.3 煤层注水湿润半径研究现状19-23
• 1.4 本课题的研究内容23
• 1.5 本课题研究的整体思路、技术路线23-26
• 2 基于分形的煤层注水湿润半径研究26-38
• 2.1 多孔介质与分形理论26-28
• 2.2 基本方程28-29
• 2.3 厚煤层注水平面径向流的分形模型29-34
• 2.4 薄煤层注水平面平行流的分形模型34-36
• 2.5 本章小结36-38
• 3.煤层注水相关基础参数的测定38-48
• 3.1 煤层注水渗流系数的现场测试38-41
• 3.2 煤体孔隙率的测定41-42
• 3.3 煤水接触角与液体表面张力测定实验42-46
• 3.4 本章小结46-48
• 4 煤层注水湿润半径的数值模拟分析48-60
• 4.1 数值模拟软件简介48
• 4.2 煤层注水湿润半径的数值模拟方法48
• 4.3 煤层注水湿润半径的物理模型的建立48-50
• 4.4 边界条件及初始参数的设置50
• 4.5 煤层注水湿润半径的数值模拟及结果分析50-59
• 4.6 本章小结59-60
• 5 煤层注水现场试验60-80
• 5.1 试验矿井概况60
• 5.2 钻孔布置与施工60-65
• 5.3 基于分形理论的注水湿润半径的确定65-68
• 5.4 煤层注水湿润半径效果考察68-69
• 5.5 煤层注水前后工作面前方应力分布测定69-70
• 5.6 煤层注水前后煤体瓦斯放散初速度测定70-72
• 5.7 煤层注水前后工作面防片帮效果考察72-73
• 5.8 煤层注水前后煤层内聚力和内摩擦角的测定73-78
• 5.9 煤层注水前后工作面降尘效果考察78-79
• 5.10 本章小结79-80
• 6 结论及展望80-82
• 6.1 主要结论80-81
• 6.2 展望81-82
• 参考文献82-86
• 作者简历86-88
• 学位论文数据集88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王青松,金龙哲,孙金华;煤层注水过程分析和煤体润湿机理研究[J];安全与环境学报;2004年01期

2 刘新河;刘波;;煤层注水降尘效果探讨[J];矿业安全与环保;2006年05期

3 余明高;赵志军;宋立永;褚廷湘;;煤矿灾害超前注水综合防治技术研究[J];防灾减灾工程学报;2012年04期

4 涂代惠，钱瑾华，王振秀;煤的润湿性与注水防尘[J];河北煤炭建筑工程学院学报;1996年01期

5 梁宝霞;潘一山;;高瓦斯薄煤层注水平面平行流模型分析[J];采矿与安全工程学报;2006年02期

6 何正勇;程国军;戴广龙;;煤巷综掘工作面煤层注水防尘技术[J];煤矿安全;2007年01期

7 张劲松;;辛置煤矿煤层注水湿润效果的考察[J];煤矿安全;2010年06期

8 李大广,宋维源,石强;平面径向流注水工艺参数的确定[J];煤矿开采;2005年05期

9 范家文;赵东;吴金贵;冯增朝;;注水在煤层开采过程中的作用及影响[J];煤矿开采;2011年02期

10 李井坤;龚邦军;赵明勇;;煤层注水研究与应用[J];煤炭技术;2006年06期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年

2 员美娟;多孔介质中流体的若干流动特性研究[D];华中科技大学;2008年

本文编号：896611