同意煤矿地下气化燃空区充填覆岩移动规律研究

发布时间：2017-08-24 06:17

  本文关键词：同意煤矿地下气化燃空区充填覆岩移动规律研究

  更多相关文章： 煤炭地下气化 燃空区 充填 覆岩移动 挠度

【摘要】：煤炭地下气化是将煤炭在地下原位直接进行燃烧气化,是一种自热式燃烧气化方式,气化炉内火焰工作面及燃空区的温度可达到1000°C以上,燃空区高温气流通过对流和辐射等传热方式加热采场围岩,可使围岩发生高温烧变。烧变后岩石的物理力学性质将发生很大的变化,将对地下气化采场围岩稳定性和气化炉运行安全性造成一定影响。煤炭地下气化燃空区充填,是对气化后燃空区范围内充填一定的胶结充填材料,以支撑顶板,控制地表下沉,减少上覆岩层裂隙数量和产生范围,减轻对气化炉密闭性的影响。充填材料也可以固结气化污染物,减少污染物的迁移,进而减少对地下环境的污染。本论文根据同意煤矿实际开采环境,总结国内先进的煤矿充填工艺,设计出适用于该矿的地下气化燃空区充填工艺。在矿井开采问题的求解过程中,对于小变形、低应力条件下的燃空区上覆岩层应力分布和岩层移动分析方面,根据相关矿压显现监测数据,弹性基础梁理论模型可以很好地吻合相关的矿压现象。因此,为了分析煤炭地下气化燃空区在充填和非充填条件下覆岩移动和变形规律,需要对含温度场的弹性基础梁模型进行覆岩移动规律的研究。本论文建立充填条件下含温度场弹性基础梁力学模型,考虑了燃空区围岩的热损伤,建立了含损伤基础的燃空区充填弹性基础梁模型,并求解覆岩挠度解析解。本论文根据同意煤矿实际地质环境,对比研究同意煤矿地下气化燃空区充填和非充填条件下覆岩挠度曲线的变化,得出充填和非充填条件下覆岩移动规律基本相同,但是充填条件下覆岩移动变形量有所减少,有利于覆岩移动控制,保证气化炉密闭性。本论文设计了同意煤矿地表及覆岩移动监测系统,用以监测地表及覆岩移动规律及移动变形量。验证理论计算的正确性,保证气化炉运行的可靠性。
【关键词】：煤炭地下气化 燃空区 充填 覆岩移动 挠度
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD325;TD84
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 变量注释表15-17
• 1 绪论17-33
• 1.1 选题背景及意义17-22
• 1.2 研究现状22-32
• 1.3 主要研究内容和方法32
• 1.4 技术路线32-33
• 2 同意煤矿地质概况33-41
• 2.1 矿区概况33-36
• 2.2 煤层概况及煤质36-40
• 2.3 本章小结40-41
• 3 燃空区充填弹性基础梁模型及解析解41-55
• 3.1 燃空区充填弹性基础梁模型41-46
• 3.2 燃空区充填弹性基础梁挠度微分方程46-48
• 3.3 燃空区充填单层弹性基础梁模型及解析解48-52
• 3.4 燃空区非充填单层弹性基础梁模型及解析解52-53
• 3.5 本章小结53-55
• 4 同意煤矿燃空区充填工艺设计55-73
• 4.1 燃空区充填工艺特点55-56
• 4.2 燃空区充填工艺技术方案56-59
• 4.3 燃空区充填工艺流程59-66
• 4.4 同意煤矿地下气化开采情况66-67
• 4.5 同意煤矿燃空区充填工艺选择67-68
• 4.6 同意煤矿充填工艺设计68-72
• 4.7 本章小结72-73
• 5 同意煤矿燃空区充填覆岩移动规律分析及岩移监测系统布置73-83
• 5.1 同意煤矿燃空区围岩参数73-74
• 5.2 同意煤矿燃空区充填条件下覆岩挠度曲线74-76
• 5.3 同意煤矿燃空区非充填覆岩挠度曲线76-77
• 5.4 燃空区充填效果对比分析77-78
• 5.5 同意煤矿地表及覆岩移动监测系统78-81
• 5.6 本章小结81-83
• 6 结论与展望83-85
• 6.1 主要结论83-84
• 6.2 研究展望84-85
• 参考文献85-89
• 作者简历89-93
• 学位论文数据集93

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 傅先杰;特殊推覆体下开采覆岩破坏特性浅析[J];矿业安全与环保;2000年S1期

2 傅先杰;特殊推覆体下开采覆岩破坏及其地表沉降特征浅析[J];煤炭科技;2001年03期

3 石文球;特殊推覆体下开采覆岩破坏及其地表沉降特征浅析[J];煤炭技术;2005年08期

4 张华兴,张刚艳,许延春;覆岩破坏裂缝探测技术的新进展[J];煤炭科学技术;2005年09期

5 檀双英;康永华;刘治国;张玉军;张刚艳;;祁东煤矿综采覆岩破坏特征[J];煤炭科学技术;2006年09期

6 葛英豪;肖建辉;刘文中;冯士安;;许疃煤矿8223工作面开采覆岩破坏特征的研究[J];煤矿安全;2009年03期

7 王金安;纪洪广;张燕;;不整合地层下开采覆岩移动变异性研究[J];煤炭学报;2010年08期

8 张玉军;;钻孔电视探测技术在煤层覆岩裂隙特征研究中的应用[J];煤矿开采;2011年03期

9 刘凯;;地面电磁法探测覆岩破坏的应用[J];科技资讯;2012年02期

10 沈永炬;黄远;;不同间距多煤层开采覆岩破坏特征的数值模拟[J];中国矿业;2012年07期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 金洪伟;许家林;朱卫兵;;覆岩移动的拱-梁组合结构模型的初步研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（1）[C];2009年

2 孙如华;李文平;李小琴;;叠加开采顶板覆岩变形破坏研究[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年

3 张庆松;高延法;刘松玉;;覆岩结构破坏度模型及其应用研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集（下册）[C];2003年

4 杨逾;范学理;刘文生;赵德深;;覆岩离层注浆中注浆量的确定[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）[C];2001年

5 李培现;谭志祥;闫丽丽;邓喀中;;采动覆岩裂隙发育数值模拟力学参数反演[A];岩石力学与工程的创新和实践：第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

6 刘昆轮;张传玖;;宽沟煤矿覆岩活动及应力演化的数值模拟研究[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2012年学术年会论文集[C];2012年

7 李刚;梁冰;;采场覆岩层渗流场形成机理及其应用[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集（二）[C];2007年

8 易德礼;康永华;赵开全;;祁东煤矿高水压裂隙岩体综采覆岩破坏规律研究[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年

9 杨居友;;覆岩(离层)注浆工程自动监测系统的研究[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年

10 耿养谋;;矿山开采覆岩应力拱演化规律研究[A];2009矿山灾害预防控制学术研讨会论文集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 于辉;近距离煤层开采覆岩结构运动及矿压显现规律研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

2 金志远;浅埋近距煤层重复扰动区覆岩导水裂隙发育规律及其控制[D];中国矿业大学;2015年

3 贾凯军;超高水材料袋式充填开采覆岩活动规律与控制研究[D];中国矿业大学;2015年

4 黄刚;罗河铁矿充填开采覆岩稳定性及地表沉降研究[D];北京科技大学;2016年

5 尹士献;构造应力场与采动应力场协同作用下对覆岩变形影响研究[D];河南理工大学;2015年

6 安百富;固体密实充填回收房式煤柱围岩稳定性控制研究[D];中国矿业大学;2016年

7 李西蒙;快速推进长壁工作面覆岩失稳运动的动态时空规律研究[D];中国矿业大学;2015年

8 冯美生;浅埋煤层采动覆岩破断规律研究[D];辽宁工程技术大学;2014年

9 刘世奇;厚煤层开采覆岩破坏规律及粘土隔水层采动失稳机理研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

10 吴士良;对采场矿山压力有明显影响的覆岩破坏运动演化规律[D];山东科技大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李东雷;深部采煤采动阶段覆岩运动规律及多因素耦合致灾机理研究[D];河北工程大学;2015年

2 韩佩博;三维采动应力条件下煤层覆岩及底板裂隙场演化规律与瓦斯运移特征研究[D];重庆大学;2015年

3 刘家云;深部仰斜开采工作面覆岩变形破坏规律研究[D];太原理工大学;2016年

4 王凯;厚黄土地区煤矿开采对上覆松散含水层影响的机理研究[D];太原理工大学;2016年

5 邓康宇;孙疃矿1026孤岛采场覆岩运动规律及矿压显现研究[D];安徽理工大学;2016年

6 李彦辉;巨厚砾岩层下特厚煤层开采覆岩及地表沉陷规律研究[D];河南理工大学;2015年

7 朱时东;王河矿膏体充填开采覆岩移动变形及地表沉陷规律研究[D];河南理工大学;2015年

8 陈帅;采空区覆岩冒落及孔隙率分布规律研究[D];河南理工大学;2015年

9 董明丽;告成矿覆岩反倾区开采顶板移动及地表变形规律[D];河南理工大学;2015年

10 李圣军;哈拉沟煤矿高强度开采覆岩与地表破坏特征研究[D];河南理工大学;2015年

，

本文编号：729675