窄条带气化工艺适应性综合评价与覆岩变形规律研究
发布时间：2021-03-30 05:06
煤炭地下气化是以地下原位煤炭资源为原料,以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气等作为气化剂,在一定温度和压力下通过物理和化学反应将固体煤炭流体化开采的一种新技术。本文采用现场调研、文献查阅、理论研究、数值模拟和工程应用相结合的技术路线,系统的对使用窄条带地下气化工艺的资源地质条件适应性及覆岩移动变形规律研究,旨在解决使用该工艺技术时的采区选址及覆岩稳定控制。并取得如下创新成果:（1）在深入分析地质条件对地下气化影响作用机理的基础上,利用云模型的基本理论提出了一种基于云模型的综合评价方法,该方法首先通过参考相关文献与专家调查相结合的方式,筛选出对煤炭地下气化有影响的地质因素作为评价因子构建评价指标体系并确定其权重;其次,采用专家评分的方式构建二级评价因子云模型;而后,采用浮动云和综合云算法分别对二级评价云和一级评价云进行集结获得综合评价云;最后,以云图的方式将综合评价云与评价标准概念云进行对比,得到评价结果。在二级评价因子云模型的构建过程中,为减小专家评分的盲目性,通过指定了部分二级评价因子的评分指标和评分标准对该过程进行了优化。（2）建立了第一类边界条件下的温度场在顶底板岩层、周围煤层以及...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
（a） （b）图 2-1 窄条带气化工艺气化炉布置形式igure 2-1 The arrangement of gasifier of underground coal gasification with narrow strip 窄条带气化开采尺寸确定方法由窄条带气化工艺定义可知，该工艺针对的是气化开采后引起的地质方面。根据岩层控制理论，在该工艺使用的过程中，条带尺寸的确定原则为在条带参数下，气化开采过程不会引起顶板关键层的破坏，从而保证气化过键层对上覆岩层的有效支撑，并且最大限度的提高煤炭采出率。1、开采宽度在实际设计过程中，条带的采宽和留宽是密切相关、相互制约的。目前，工开采的条带宽度确定方法有经验公式法[72]、实验室模拟法[73]及极限应力等。对煤炭地下气化而言，由于受到燃空区高温的影响，顶底板围岩将发温烧变，烧变后岩石的物理力学性质将发生很大变化[75],[76]。在这种情况下可以通过现场经验、实验室模拟来确定气化条带的开采宽度，但这两种方在一定的局限。辛林建立了热弹性基础梁模型并求解出挠度曲线的解析解
图 3-1 山脚树矿交通位置图Figure 3-1 Traffic location map of Shanjiaoshu mine3.4.2 山脚树矿资源地质条件综述3.4.2.1 地质构造条件（1）断层在生产采区开拓、掘进和回采过程中，巷道所揭露的断层共 990 条，正断层828 条，逆断层 162 条，其中落差大于 10m 断层 9 条，落差 3～10m 断层 110 条，落差小于 3m 断层 871 条。南采区气化区域现有断层 12 条，其中落差大于 10m的有 5 条，落差 3~10m 的有 4 条，落差小于 3m 的 3 条。气化区域断层分布如图3-2 所示。（2）褶曲井田内褶曲构造不明显，仅在煤系底部局部出现小型柔性褶曲、倒转。（3）陷落柱区内煤系地层底部玄武岩赋存稳定，无陷落柱生成和发育的地质环境，从勘
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤炭地下气化（UCG）技术现状及产业发展分析[J]. 陈石义,李乐忠,崔景云,张越,吴晓丹. 资源与产业. 2014(05)
[2]基于非稳态渗流传递的煤炭地下气化数值模拟[J]. 崔勇,梁杰,王旋. 煤炭学报. 2014(S1)
[3]Temperature field distribution of burnt surrounding rock in UCG stope[J]. Xin Lin,Wang Zuotang,Huang Wengang,Kang Guojun,Lu Xuefeng,Zhang Peng,Wang Jianhua. International Journal of Mining Science and Technology. 2014(04)
[4]高温三轴应力下气煤蠕变特征及本构模型[J]. 周长冰,万志军,张源,刘渝,张博. 煤炭学报. 2012(12)
[5]高温后节理砂岩强度及变形破坏特性[J]. 李庆森,杨圣奇,陈国飞. 煤炭学报. 2014(04)
[6]不同温度条件下煤系砂质泥岩力学特征试验研究[J]. 查文华,宋新龙,武腾飞. 岩石力学与工程学报. 2014(04)
[7]单轴压缩下高温盐岩的力学特性研究[J]. 翟松韬,吴刚,张渊,吴雪萍. 岩石力学与工程学报. 2014(01)
[8]基于统一强度理论的条带煤柱设计[J]. 郭力群,彭兴黔,蔡奇鹏. 煤炭学报. 2013(09)
[9]煤炭地下气化可行性评价分析[J]. 翟培合,王敏,王磊. 煤炭经济研究. 2013(10)
[10]船舶通航适应性综合评价的云模型研究[J]. 朱曼,文元桥,肖长诗,胡清波. 武汉理工大学学报. 2013(07)
博士论文
[1]残留煤地下气化综合评价与稳定生产技术研究[D]. 黄温钢.中国矿业大学 2014
[2]煤炭地下气化的热解模型实验及气化指标研究[D]. 段天宏.中国矿业大学 2014
[3]煤层逆向燃烧气化机理及工艺过程模拟研究[D]. 崔勇.中国矿业大学（北京） 2014
[4]马蹄沟煤矿地下气化开采覆岩移动规律研究[D]. 辛林.中国矿业大学 2014
[5]煤炭地下气化燃空区覆岩裂隙演化及破断规律研究[D]. 唐芙蓉.中国矿业大学 2013
[6]老采空区残留空洞空隙分布规律 研究与应用[D]. 张宏贞.中国矿业大学 2013
[7]固体密实充填开采岩层移动机理及变形预测研究[D]. 王磊.中国矿业大学 2012
[8]衰老矿井残煤可采性评价与复采技术研究[D]. 陆刚.中国矿业大学 2010
[9]多属性决策理论、方法及其在矿业中的应用研究[D]. 宋光兴.昆明理工大学 2001
硕士论文
[1]基于灰色综合评估法的大型商业地产投资风险评价研究[D]. 张德凯.西安建筑科技大学 2013
[2]模糊层次综合评价法及其应用[D]. 江高.天津大学 2005
本文编号：3108921
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：185 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
（a） （b）图 2-1 窄条带气化工艺气化炉布置形式igure 2-1 The arrangement of gasifier of underground coal gasification with narrow strip 窄条带气化开采尺寸确定方法由窄条带气化工艺定义可知，该工艺针对的是气化开采后引起的地质方面。根据岩层控制理论，在该工艺使用的过程中，条带尺寸的确定原则为在条带参数下，气化开采过程不会引起顶板关键层的破坏，从而保证气化过键层对上覆岩层的有效支撑，并且最大限度的提高煤炭采出率。1、开采宽度在实际设计过程中，条带的采宽和留宽是密切相关、相互制约的。目前，工开采的条带宽度确定方法有经验公式法[72]、实验室模拟法[73]及极限应力等。对煤炭地下气化而言，由于受到燃空区高温的影响，顶底板围岩将发温烧变，烧变后岩石的物理力学性质将发生很大变化[75],[76]。在这种情况下可以通过现场经验、实验室模拟来确定气化条带的开采宽度，但这两种方在一定的局限。辛林建立了热弹性基础梁模型并求解出挠度曲线的解析解
图 3-1 山脚树矿交通位置图Figure 3-1 Traffic location map of Shanjiaoshu mine3.4.2 山脚树矿资源地质条件综述3.4.2.1 地质构造条件（1）断层在生产采区开拓、掘进和回采过程中，巷道所揭露的断层共 990 条，正断层828 条，逆断层 162 条，其中落差大于 10m 断层 9 条，落差 3～10m 断层 110 条，落差小于 3m 断层 871 条。南采区气化区域现有断层 12 条，其中落差大于 10m的有 5 条，落差 3~10m 的有 4 条，落差小于 3m 的 3 条。气化区域断层分布如图3-2 所示。（2）褶曲井田内褶曲构造不明显，仅在煤系底部局部出现小型柔性褶曲、倒转。（3）陷落柱区内煤系地层底部玄武岩赋存稳定，无陷落柱生成和发育的地质环境，从勘
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤炭地下气化（UCG）技术现状及产业发展分析[J]. 陈石义,李乐忠,崔景云,张越,吴晓丹. 资源与产业. 2014(05)
[2]基于非稳态渗流传递的煤炭地下气化数值模拟[J]. 崔勇,梁杰,王旋. 煤炭学报. 2014(S1)
[3]Temperature field distribution of burnt surrounding rock in UCG stope[J]. Xin Lin,Wang Zuotang,Huang Wengang,Kang Guojun,Lu Xuefeng,Zhang Peng,Wang Jianhua. International Journal of Mining Science and Technology. 2014(04)
[4]高温三轴应力下气煤蠕变特征及本构模型[J]. 周长冰,万志军,张源,刘渝,张博. 煤炭学报. 2012(12)
[5]高温后节理砂岩强度及变形破坏特性[J]. 李庆森,杨圣奇,陈国飞. 煤炭学报. 2014(04)
[6]不同温度条件下煤系砂质泥岩力学特征试验研究[J]. 查文华,宋新龙,武腾飞. 岩石力学与工程学报. 2014(04)
[7]单轴压缩下高温盐岩的力学特性研究[J]. 翟松韬,吴刚,张渊,吴雪萍. 岩石力学与工程学报. 2014(01)
[8]基于统一强度理论的条带煤柱设计[J]. 郭力群,彭兴黔,蔡奇鹏. 煤炭学报. 2013(09)
[9]煤炭地下气化可行性评价分析[J]. 翟培合,王敏,王磊. 煤炭经济研究. 2013(10)
[10]船舶通航适应性综合评价的云模型研究[J]. 朱曼,文元桥,肖长诗,胡清波. 武汉理工大学学报. 2013(07)
博士论文
[1]残留煤地下气化综合评价与稳定生产技术研究[D]. 黄温钢.中国矿业大学 2014
[2]煤炭地下气化的热解模型实验及气化指标研究[D]. 段天宏.中国矿业大学 2014
[3]煤层逆向燃烧气化机理及工艺过程模拟研究[D]. 崔勇.中国矿业大学（北京） 2014
[4]马蹄沟煤矿地下气化开采覆岩移动规律研究[D]. 辛林.中国矿业大学 2014
[5]煤炭地下气化燃空区覆岩裂隙演化及破断规律研究[D]. 唐芙蓉.中国矿业大学 2013
[6]老采空区残留空洞空隙分布规律 研究与应用[D]. 张宏贞.中国矿业大学 2013
[7]固体密实充填开采岩层移动机理及变形预测研究[D]. 王磊.中国矿业大学 2012
[8]衰老矿井残煤可采性评价与复采技术研究[D]. 陆刚.中国矿业大学 2010
[9]多属性决策理论、方法及其在矿业中的应用研究[D]. 宋光兴.昆明理工大学 2001
硕士论文
[1]基于灰色综合评估法的大型商业地产投资风险评价研究[D]. 张德凯.西安建筑科技大学 2013
[2]模糊层次综合评价法及其应用[D]. 江高.天津大学 2005
本文编号：3108921
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3108921.html
