高瓦斯综采工作面隅角封堵技术研究

发布时间：2017-10-06 16:05

  本文关键词：高瓦斯综采工作面隅角封堵技术研究

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【摘要】：本论文针对高瓦斯综采工作面隅角封堵技术存在的问题,以淮南矿业集团顾北煤矿的工程地质和开采技术条件为背景,应用实验室实验、现场实测、计算机数值模拟等综合研究手段,成功研发设计出轻型柔性隅角封堵气囊。通过FLAC3D模拟工作面受采动影响的隅角处矿压显现规律,表明该隅角封堵气囊能够适应隅角处的大变形。在此基础上,提出了单体液压支柱配合隅角封堵气囊的新型隅角封堵支护方法。通过Fluent分别模拟隅角处使用传统封堵支护方法和隅角封堵气囊配合单体支柱的新型封堵支护方法时,上隅角附近瓦斯流场的变化规律,表明该轻型柔性隅角封堵气囊密闭效果十分显著,能够有效防止采空区高浓度瓦斯的大量涌出,’进而遏制上隅角瓦斯超限。此外,上隅角使用该轻型隅角封堵气囊后,大幅降低了工人的劳动强度；大大减少了采空区遗煤的浪费；而且气囊可多次重复利用,明显节约了矿井的生产成本。研究成果对改进高瓦斯工作面隅角封堵支护技术、实现矿井安全高效绿色开采具有较大的工程实践意义。
【关键词】：高瓦斯工作面 上隅角瓦斯超限 端头矿压 Fluent模拟 工程应用
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-10
• Contents10-13
• 1 绪论13-27
• 1.1 论文研究的背景13-17
• 1.2 国内外研究现状17-23
• 1.2.1 上隅角瓦斯治理研究现状17-20
• 1.2.2 隅角处端头矿压研究现状20-23
• 1.3 存在的问题23-24
• 1.4 论文的主要研究内容与研究方法24-25
• 1.5 论文研究的意义25-27
• 2 隅角封堵气囊的设计27-39
• 2.1 课题调研与资料分析27-29
• 2.1.1 现有工作面用自移气垛支架调研27-29
• 2.1.2 调研资料分析29
• 2.2 技术可行性分析29-32
• 2.3 隅角封堵气囊的设计方案32-37
• 2.3.1 柔性轻型隅角封堵气囊的产品结构33-34
• 2.3.2 隅角封堵气囊的尺寸及型号34-35
• 2.3.3 隅角封堵气囊的质量标准及操作规范35-37
• 2.4 本章小结37-39
• 3 隅角封堵气囊的实验室试验研究39-51
• 3.1 实验室试验研究内容39-40
• 3.2 隅角封堵气囊的抗压试验40-45
• 3.3 隅角封堵气囊的抗冲击试验45-48
• 3.4 隅角封堵气囊的落锤冲击试验48-49
• 3.5 本章小结49-51
• 4 隅角处矿压显现规律模拟研究51-61
• 4.1 FLAC3D软件简介51
• 4.2 工程地质条件及模拟研究方案51-58
• 4.2.1 1322(1)工作面工程地质条件51-54
• 4.2.2 1322(1)工作面模拟研究方案54-58
• 4.3 模拟结果分析58-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 采空区流场Fluent模拟研究61-73
• 5.1 Fluent软件简介61-63
• 5.1.1 Fluent软件简介61
• 5.1.2 Fluent应用61-62
• 5.1.3 Fluent软件求解方法62
• 5.1.4 Fluent软件数值模拟的理论基础62-63
• 5.2 采空区流场模拟相关假设与基本渗流方程63-64
• 5.2.1 采空区瓦斯运移数值模拟相关基本假设63
• 5.2.2 采空区渗流控制方程63-64
• 5.2.3 采空区空隙率及渗透率64
• 5.3 运用传统隅角封堵技术时1332(1)工作面采空区瓦斯运移规律模拟研究64-69
• 5.3.1 工作面概况64-65
• 5.3.2 几何模型的建立65-66
• 5.3.3 瓦斯运移规律模拟结果分析66-67
• 5.3.4 防治上隅角瓦斯超限的措施分析67-69
• 5.4 运用柔性隅角封堵气囊后1332(1)工作面采空区瓦斯运移规律模拟研究69-72
• 5.4.1 模型的建立69
• 5.4.2 瓦斯运移规律模拟结果分析69-72
• 5.5 本章小结72-73
• 6 现场试验研究73-81
• 6.1 现场地质条件73-74
• 6.1.1 综采工作面开采技术条件73
• 6.1.2 采煤方法及回采工艺73
• 6.1.3 上、下隅角处封堵设计73-74
• 6.2 现场观测内容与测试方法74-75
• 6.3 现场实测结果分析75-78
• 6.3.1 新型隅角封堵气囊使用前后封堵墙后部采空区瓦斯浓度观测75
• 6.3.2 仅应用单一隅角封堵方式时封堵墙后部采空区瓦斯浓度观测75-76
• 6.3.3 巷道变形观测76-78
• 6.4 隅角处矿压显现规律实测分析78-80
• 6.4.1 单体受力观测78-79
• 6.4.2 顶底板离层观测79-80
• 6.5 本章小结80-81
• 7 结论与展望81-83
• 7.1 主要结论81
• 7.2 存在的问题及展望81-83
• 参考文献83-89
• 致谢89-91
• 作者简介及读研期间参与的科研91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：983693