谢一矿被保护层瓦斯运移规律及保护范围研究
本文选题:保护层开采 切入点:保护范围 出处:《安徽理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:煤与瓦斯突出已经严重影响了现代矿井的安全生产,而防治它的最有效经济的区域性措施是进行保护层开采,对此更有必要深入研究。本文以淮南矿业有限责任公司望峰岗谢一矿被保护层B8为研究对象,采用现场考察结合理论分析及数值模拟分析的方法,主要研究内容如下:(1)保护层开采后附近的应力场、位移场、瓦斯压力场及瓦斯流动理论分析本文依据保护层开采固气耦合模型建立所涉及的理论知识,结合COMSOL软件具体的模块应用中的方程对这些基本理论、基本公式进行了介绍和分析,并推导了固气耦合中几个重要变量之间的关系表达式。(2)保护层开采后数值模拟结果分析在理论分析与数值模拟的基础上,建立煤岩体变形与瓦斯流动的固气耦合模型,利用COMSOL5.0软件对瓦斯流动进行了模拟,分析了被保护层B8的应力场、位移场及瓦斯运移规律,以及其中气固耦合的变量参数-体积应变与孔隙率的变化规律。同时模拟了保护层开采时加入钻孔抽采的情况,对比分析未加钻孔抽采时瓦斯压力场及被保护层B8瓦斯压力的变化。根据煤层法向膨胀变形量可得数值模拟沿倾向与沿走向的卸压角,这对实际现场钻孔抽采具有指导意义。(3)上保护层开采现场测试本文以望峰岗谢一矿为研究点,B9b煤层为上保护层开采,其下方B8煤层为被保护层。介绍了瓦斯压力与瓦斯含量的测量方法与过程,观测了煤层开采过程中煤瓦斯压力和瓦斯含量的变化规律,确定了卸压角,并与模拟所得卸压角进行对比分析。
[Abstract]:Coal and gas outbursts have seriously affected the safety of modern mines, and the most effective regional measures to prevent them are the exploitation of protective layers. In this paper, the protected layer B8 of Wangfeng GangXie No. 1 Mine of Huainan Mining Co., Ltd. is taken as the research object, and the method of field investigation combined with theoretical analysis and numerical simulation analysis is adopted. The main research contents are as follows: (1) the theory of stress field, displacement field, gas pressure field and gas flow around the protection layer mining is analyzed in this paper. These basic theories and formulas are introduced and analyzed in combination with the equations in the application of specific modules of COMSOL software. The relation expression between several important variables in the solid-gas coupling is derived. The numerical simulation results of the protection layer after mining are analyzed. On the basis of theoretical analysis and numerical simulation, a solid-gas coupling model of coal and rock mass deformation and gas flow is established. The gas flow is simulated by COMSOL5.0 software, and the stress field, displacement field and gas migration law of protected layer B8 are analyzed. The variation law of variable parameter, volume strain and porosity of gas-solid coupling is also simulated. The change of gas pressure field and B8 gas pressure in protected bed during undrilled mining is analyzed. According to the normal expansion deformation of coal seam, the pressure relief angle along the inclination and along the strike can be obtained numerically. This paper takes Wangfeng GangXie 1 coal mine as the research point and takes B9b coal seam as the upper protective layer mining. The B8 coal seam below the coal seam is a protected bed. The measuring method and process of gas pressure and gas content are introduced, the variation law of coal gas pressure and gas content in coal seam mining process is observed, and the pressure relief angle is determined. The pressure relief angle obtained by simulation is compared with that obtained by simulation.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD712
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本文编号:1614825
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