窄煤柱开米工作面米空区瓦斯运移规律及其防治技术研究

发布时间：2018-02-15 04:50

  本文关键词： 窄煤柱 瓦斯运移 数值模拟 注氮驱替 瓦斯防治　出处：《西安科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：我国大部分煤矿都是井工煤矿,其中瓦斯问题是制约井工煤矿安全生产的一个最重要的因素,瓦斯事故也是煤矿事故中最为严重、最为频发的事故,采空区瓦斯是工作面瓦斯的一个重要来源,针对窄煤柱开采工作面的条件,采空区瓦斯运移规律的研究对煤矿瓦斯防治可以提供一定的指导意义。本文在前人对工作面采空区瓦斯运移规律和瓦斯防治技术研究的基础上进行了总结,根据试验矿井工作面的情况,对窄煤柱开采工作面采空区瓦斯运移规律和瓦斯防治技术进行了研究,这也是工作面瓦斯治理的关键。运用了多孔介质的理论和采空区气体运移基础理论,通过FLAC 3D数值模拟的方法,对开采过程中窄煤柱稳定性进行分析,并根据其应力和位移变化把窄煤柱划分为孔隙率不同的5个部分,运用ANSYS FLUENT数值模拟的方法,得出窄煤柱开采工作面采空区瓦斯运移规律。结合对窄煤柱开采工作面采空区气体漏风路径的现场实验分析,选择了瓦斯治理方法,提出局部风机抽排上隅角瓦斯、注氮驱替治理采空区瓦斯的方案,并运用FLUENT数值模拟软件计算出局部风机的最佳风量、风筒伸入采空区的合理距离和注氮驱替的所需时间等参数,以此为基础,将提出的窄煤柱开采工作面瓦斯防治技术应用于试验矿井,现场工程实践中得到了显著的瓦斯防治效果。
[Abstract]:Most coal mines in China are coal mines, among which the gas problem is one of the most important factors restricting the safe production of coal mines. Gas accidents are also the most serious and frequent accidents in coal mines. Gas in goaf is an important source of gas in coal face. The study of gas migration law in goaf can provide certain guiding significance for gas prevention and control in coal mine. This paper summarizes the law of gas migration and gas prevention and control technology in coal face goaf by predecessors. According to the situation of test coal face, the law of gas migration and gas prevention technology in goaf of narrow pillar mining face are studied. This is also the key of gas treatment in coal face. By using the theory of porous medium and the basic theory of gas migration in goaf, the stability of narrow coal pillar in mining process is analyzed by means of FLAC 3D numerical simulation. According to the change of stress and displacement, the narrow coal pillar is divided into five parts with different porosity, and the numerical simulation method of ANSYS FLUENT is used. The law of gas migration in goaf of narrow coal pillar mining face is obtained. Combined with field experiment analysis of gas leakage path in goaf of narrow pillar mining face, gas treatment method is selected, and local fan drains gas in upper corner angle. The scheme of nitrogen injection for gas control in goaf is proposed. The optimum air flow rate of local fan, the reasonable distance of air tube into goaf and the time required for nitrogen injection drive are calculated by using FLUENT numerical simulation software. The gas prevention and control technology of narrow coal pillar mining face is applied to the test mine, and the effect of gas prevention and control is obtained in the field engineering practice.
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712

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本文编号：1512462