收藏本站
《太原理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

综采面采空区瓦斯浓度分布及运移规律试验研究

张运增  
【摘要】:随着煤矿现代化综合机械化开采的发展,开采规模不断扩大,开采速度不断加快,采动对原有瓦斯赋存平衡的破坏更加明显。工作面瓦斯涌出呈现出数量大、强度高、涌出不均衡的特点,从而给瓦斯灾害治理带来了新的挑战;另一方面,煤矿综采工艺的运用和高产高效的集约化生产模式,使得瓦斯防治技术的发展跟不上煤炭产量增加的脚步,这也使煤矿安全生产面临新的威胁。 采空区瓦斯涌出是造成工作面瓦斯涌出超限的重要原因之一,对采空区瓦斯涌出的研究和控制已成为了瓦斯治理的主要任务。本文主要是通过理论分析与试验研究相结合的方法,分别对U型通风、Y型通风、“U+L”型通风系统下的综采面采空区瓦斯浓度分布进行研究,并总结出了不同通风系统下综采面采空区瓦斯运移规律。 本文首先在总结大量前人研究工作的基础上,系统分析了综采面采空区瓦斯主要来源以及采空区漏风对瓦斯涌出的影响;并通过引入多孔介质的概念,对瓦斯在采空区中的运移特征及流动机理进行了理论分析;介绍了相似试验模型建立所要遵循的流动相似条件,流动相似准则和相似定理,分析了相似理论在综采面采空区瓦斯运移相似材料试验研究中的应用。 本文结合采空区瓦斯流动理论与相似理论,在实验室建立了多系统综采工作面采空区相似材料试验模型,分别对综采面U型通风方式、“U+L”型两进一回通风方式、“U+L”型一进两回通风方式、Y型两进一回通风方式、Y型一进两回通风方式下采空区瓦斯浓度分布进行了试验测定,得到了不同通风系统下的采空区瓦斯浓度分布规律,并通过折线图详细反映了不同系统下工作面采空区冒落带内瓦斯沿走向方向和倾向方向的浓度分布趋势。 在U型通风系统下,通过试验测定改变工作面进风口风速以后采空区瓦斯浓度分布规律,得出风速增加会使采空区瓦斯浓度分布曲线整体向采空区深部方向移动的结论,这能够从一定程度上降低工作面瓦斯浓度,但经过分析发现不能根本上解决上隅角瓦斯超限问题。 本文最后对不同通风系统采空区瓦斯浓度分布及瓦斯运移规律进行了对比分析,并结合每种通风系统的特点进行分析总结,为实际生产中工作面通风类型的选用及瓦斯治理提供一定的理论参考。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD712

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯增朝;赵阳升;杨栋;段康廉;;瓦斯排放与煤体变形规律试验研究[J];辽宁工程技术大学学报;2006年01期
2 孙可明,梁冰,王锦山;煤层气开采中两相流阶段的流固耦合渗流[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2001年01期
3 齐庆杰,冯圣洪,白福臣,黄伯轩;采场三维稳定渗流和瓦斯分布的数学模型及有限元解法[J];辽宁工程技术大学学报;1990年03期
4 余楚新,鲜学福,谭学术;煤层瓦斯流动理论及渗流控制方程的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1989年05期
5 孙培德,鲜学福;煤层瓦斯渗流力学的研究进展[J];焦作工学院学报(自然科学版);2001年03期
6 何启林;采空区瓦斯弥散流场的研究[J];焦作工学院学报;1997年03期
7 柏发松;采空区流场的动力相似特性及应用研究[J];焦作工学院学报;1997年03期
8 孙培德;煤层瓦斯流动方程补正[J];煤田地质与勘探;1993年05期
9 蒋曙光,张人伟;综放采场流场数学模型及数值计算[J];煤炭学报;1998年03期
10 秦跃平,朱建芳,陈永权,谭昆;综放开采采空区瓦斯运移规律的模拟试验研究[J];煤炭科学技术;2003年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 汪长明;地面钻孔抽采条件下半封闭采空区瓦斯运移及分布规律研究[D];煤炭科学研究总院;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨其銮 ,王佑安;瓦斯球向流动的数学模拟[J];中国矿业大学学报;1988年03期
2 李育辉;崔永君;钟玲文;降文萍;;煤基质中甲烷扩散动力学特性研究[J];煤田地质与勘探;2005年06期
3 陆昌国,鲜晓红,张代钧,鲜学福;无烟煤及其炭化样吸附甲烷的动力学研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1995年03期
4 金学玉;瓦斯“截流抽放”快速揭煤法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
5 薛强,梁冰,李宏艳;可压缩流体渗流的流固耦合问题数值模拟研究[J];地下空间;2001年S1期
6 孙斌祥,徐祖,赖远明,李东庆;块石的热扩散系数和导热系数确定方法[J];冰川冻土;2002年06期
7 王建省;两相热渗流与多孔介质耦合作用研究[J];北方工业大学学报;2001年03期
8 王树仁,王金安,戴涌;大倾角厚煤层综放开采顶煤移动规律与破坏机理的离散元分析[J];北京科技大学学报;2005年01期
9 丛沛桐,陈志云,赵晓波;新疆柴窝堡盆地保湖供水方案优化设计[J];长春科技大学学报;1997年01期
10 姚磊华,罗焕炎,张茂省;白杨水源地潜水水质的Monte-Carlo随机模拟[J];长春科技大学学报;1998年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 丁晓良;俞善炳;丁雁生;寇绍全;谈庆明;郑哲敏;;煤在瓦斯渗流作用下持续破坏的机制[A];郑哲敏文集[C];2004年
2 郑哲敏;陈力;丁雁生;;一维瓦斯突出破碎阵面的恒稳推进[A];郑哲敏文集[C];2004年
3 熊用;丁学俊;;电站双流程凝汽器壳侧流场的准三维数值模拟[A];2007年鄂、皖、苏、冀四省电机工程学会汽轮机专业学术研讨会论文集(湖北卷)[C];2007年
4 刘曰武;刘俊丽;;渗流力学的发展及应用[A];第三届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2007年
5 李海涛;辛宪耀;;长平矿井地质特征及瓦斯涌出规律分析[A];陕晋冀煤炭学会地质测量专业学术研讨会论文集[C];2006年
6 赵全生;;济南地区双重孔隙介质溶质运移数学模型研究[A];中国地质科学院水文地质工程地质研究所文集(7)[C];1991年
7 何学秋;王恩元;;矿井瓦斯灾害研究新发展[A];世纪之交的煤炭科学技术学术年会论文集[C];1997年
8 贺光会;郄兵印;;成庄矿3号煤层瓦斯赋存特征和涌出规律探讨[A];瓦斯地质理论与实践——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第五次全国瓦斯地质学术研讨会论文集[C];2005年
9 许红杰;;5~10m急倾斜煤层巷柱式放顶煤开采巷道系统优化设计研究[A];中国科协2005年学术年会第20分会场论文集[C];2005年
10 李文军;刘长友;孔德杰;;不稳定煤层高效综采工作面的矿压显现规律[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2006年学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡云进;裂隙非饱和渗流试验研究及有地表入渗的裂隙岩体渗流数值分析[D];河海大学;2001年
2 闫长辉;注采关联性分析[D];成都理工大学;2002年
3 王自明;油藏热流固耦合模型研究及应用初探[D];西南石油学院;2002年
4 张群;煤层气储层数值模拟模型及应用的研究[D];煤炭科学研究总院;2002年
5 刘颖;冲击载荷作用下含液饱和多孔介质中应力波传播问题的研究[D];大连理工大学;2002年
6 张乾飞;复杂渗流场演变规律及转异特征研究[D];河海大学;2002年
7 张东辉;多孔介质扩散、导热、渗流分形模型的研究[D];东南大学;2003年
8 杜炜平;隧道开挖地质灾害规律与防治对策研究[D];中南大学;2001年
9 蔚远江;准噶尔盆地低煤级煤储层及煤层气成藏初步研究[D];中国地质大学(北京);2003年
10 刚芹果;松质骨的固——液二相理论及其应用[D];太原理工大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李海涛;采空区瓦斯抽放参数的优化[D];辽宁工程技术大学;2005年
2 丁百川;矿井瓦斯抽放管网系统的优化管理技术[D];辽宁工程技术大学;2004年
3 王锦山;煤层气矿藏水——气两相流作用关系的基本理论及试验研究[D];辽宁工程技术大学;2001年
4 李保珠;会泽铅锌矿区水文地质条件及麒麟厂深部矿坑涌水量预测[D];昆明理工大学;2001年
5 邹新军;考虑应力场耦合作用的均质土堤渗流场理论分析与模型试验研究[D];湖南大学;2001年
6 杨雪莲;非饱和土的强度及变形特性研究[D];四川大学;2001年
7 茅建波;沉降炉中不同煤种NO_x生成特性实验研究[D];浙江大学;2002年
8 贾宝山;煤矸石山自然发火数学模型及防治技术研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
9 王献辉;极软岩、易自燃厚煤层综放面开采及支护技术研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
10 余毅;填埋垃圾体气体渗透特性及填埋气迁移过程模拟研究[D];重庆大学;2002年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐庆杰,黄伯轩;用计算机模拟法判断采空区自然发火位置[J];矿业安全与环保;1997年05期
2 梁运培;邻近层卸压瓦斯越流规律的研究[J];矿业安全与环保;2000年01期
3 许江,鲜学福,杜云贵,张广洋;含瓦斯煤的力学特性的实验分析[J];重庆大学学报(自然科学版);1993年05期
4 刘剑;三维有限单元法解算采场瓦斯浓度分布[J];辽宁工程技术大学学报;1990年03期
5 郭嗣琮;采场模糊渗流定解问题的可表示性[J];辽宁工程技术大学学报;2003年01期
6 张瑞林,杨运良,马哲伦,郑立军;自燃采空区风流场、温度场及热力风压场的计算机模拟[J];焦作工学院学报;1998年04期
7 杜礼明,杨运良;采空区三维非稳定流场的数学模型及热力风压的计算[J];焦作工学院学报;1999年03期
8 郭嗣琮;不规则介质采场气体渗流问题的模糊数值解研究[J];科学技术与工程;2004年02期
9 孙培德;煤层瓦斯流动方程补正[J];煤田地质与勘探;1993年05期
10 孙培德,鲜学福;上保护层保护范围的固气耦合分析[J];煤;1999年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李海涛;采空区瓦斯抽放参数的优化[D];辽宁工程技术大学;2005年
2 李晓泉;淮南煤矿新区采空区瓦斯抽放方法分析[D];广西大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李宗翔;孙学强;贾进章;;Y形通风采空区自燃与有害气体排放的数值模拟[J];安全与环境学报;2005年06期
2 张辛亥;席光;徐精彩;周金生;张健;;基于流场模拟的综放面自燃危险区域划分及预测[J];北京科技大学学报;2005年06期
3 丁继辉,麻玉鹏,赵国景,陆文;有限变形下的煤与瓦斯突出的固流两相介质耦合失稳理论[J];河北农业大学学报;1998年01期
4 李洋;李文平;刘登宪;;潘谢矿区导水裂隙带发育高度与采厚关系回归分析[J];地球与环境;2005年S1期
5 武法东,王生维,陈钟惠,葛立刚;新兴能源领域——煤层气研究开发的历史和现状[J];地质科技情报;1992年02期
6 蔚远江,杨起,刘大锰,黄文辉;我国煤层气储层研究现状及发展趋势[J];地质科技情报;2001年01期
7 吴世跃;煤层中瓦斯渗流的物理数学模型及其解析解[J];矿业安全与环保;1990年05期
8 周晓军,马心校;U型通风方式漏风状况的数值分析[J];矿业安全与环保;1993年06期
9 梁运培;邻近层卸压瓦斯越流规律的研究[J];矿业安全与环保;2000年01期
10 李宗翔;回采采空区上隅角瓦斯抽放的数值模拟与参数确定[J];矿业安全与环保;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 齐庆新;王永秀;毛德兵;雷毅;;对建立“煤力学”的探讨——由煤岩单轴直接拉伸实验想到的[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 冯增朝;低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究[D];太原理工大学;2005年
2 周西华;双高矿井采场自燃与爆炸特性及防治技术研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张兴华;综采工作面采空区瓦斯运移规律及其应用[D];辽宁工程技术大学;2002年
2 林海飞;采动裂隙椭抛带中瓦斯运移规律及其应用分析[D];西安科技大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李霞;芦倩;朱耀杰;赵耀江;;综采工作面瓦斯浓度分布规律研究[J];山西煤炭;2010年03期
2 林青;黄旭超;张朝举;杨春林;;多重保护层开采高瓦斯综采面瓦斯涌出规律研究[J];煤矿开采;2010年01期
3 张永福;魏靖;陈育兵;张保东;;88203综采面尾巷瓦斯超限原因分析及均压治理[J];煤矿安全;2007年04期
4 白利红;;低瓦斯矿井瓦斯异常区综采面的瓦斯治理[J];科技资讯;2008年12期
5 陈立新;撤支架时工作面几种通风方法的比较及分析[J];煤炭科学技术;1996年01期
6 魏方图,曾宪桃;在综采面回收时使用锚杆支架的经济效益[J];中州煤炭;1989年01期
7 张瑞,章根发;中厚煤层综采面过异常区的防火技术[J];煤矿开采;2002年S2期
8 郭嵩峰;;大同矿务局的综采经济效益剖析[J];煤炭科学技术;1984年09期
9 刘华民;黄先铭;邹跃良;;高沼气综采面沼气的综合治理[J];煤炭科学技术;1985年01期
10 袁汉春;;韩城桑树坪矿1111综采面矿压观测报告中某些结论的商榷[J];陕西煤炭;1986年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李家粹;王永龙;;复杂地质条件下提高综采产量和效益的途径[A];中国煤炭资源现状与勘探开发利用技术进展及环境保护——中国地质学会、中国煤炭学会煤炭田地质专业委员会2004年学术交流会论文集[C];2004年
2 王健;;综采面煤层底板破坏深度的研究[A];中国煤炭学会矿井地质专业委员会2008年学术论坛文集[C];2008年
3 张跃兵;张完润;;VLD深孔定向千米钻机施工顶板走向穿层钻孔抽放采空区瓦斯技术探析[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
4 赵新华;;分层综采面瓦斯治理研究与实践[A];瓦斯地质理论与实践——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第五次全国瓦斯地质学术研讨会论文集[C];2005年
5 罗雷;王晋林;;合理选择测量方案,确保2141(3)综采面安全贯通[A];2010年度淮南矿业集团煤炭学会学术交流会论文汇编(二)·地质专业[C];2010年
6 郑庆学;郑友刚;王国华;贺艳涛;;调压室联合抽放采空区瓦斯技术研究与应用[A];瓦斯地质理论与实践——中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会第五次全国瓦斯地质学术研讨会论文集[C];2005年
7 原德胜;何建华;;岩石高抽巷在高瓦斯易自燃煤层综采面的实践[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
8 宋献良;史延龙;;高动压综采面远距离供电供液的研究及应用[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(上册)[C];2004年
9 ;平顶山煤业(集团)有限责任公司十一矿[A];2007中国煤炭工业安全高效矿井建设年度报告[C];2008年
10 李保仁;;榆阳煤矿2301综采面初采期间顶板管理[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈松慧 李现武 杨沛洁;朝川矿综采队13天完成回撤安装任务[N];平顶山日报;2011年
2 杨沛洁 杨跃彬 朱先锋;技术创新的一面旗帜[N];平顶山日报;2009年
3 路瑞芝;南屯煤矿推出“三个创水平”[N];中国矿业报;2004年
4 刘吉建;渝阳矿创新支架布架法[N];经理日报;2008年
5 薛泽斌;团柏矿综采面投用智能化在线监测系统[N];山西经济日报;2007年
6 胡俊娃;上湾煤矿上半年安全生产效益创佳绩[N];鄂尔多斯日报;2006年
7 任兆劲;出色完成综采面拆除“处子秀”[N];经理日报;2009年
8 本报记者 马德甲 通讯员 沙兴锋;陇上煤海“钢铁连”[N];中国煤炭报;2007年
9 王科;289米深处的牵挂[N];人民日报;2008年
10 朱兴中 孙刚 张伟;最薄综采面在淄矿投产[N];中国煤炭报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张鹏;采动影响下煤体内瓦斯运移规律实验与理论研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张运增;综采面采空区瓦斯浓度分布及运移规律试验研究[D];太原理工大学;2011年
2 邵水才;锦界煤矿31105综采面自动化试验研究[D];西安科技大学;2010年
3 李书兵;采空区瓦斯运移规律数值模拟[D];西安科技大学;2010年
4 朱晓东;无煤柱Y型通风采空区瓦斯运移规律的研究[D];安徽理工大学;2011年
5 潘霄;高瓦斯厚煤层采空区瓦斯抽采技术研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
6 宫鹏巍;古汉山煤矿采空区瓦斯抽采技术的研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
7 刘波;大佛寺矿综放面采空区瓦斯抽采效果研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
8 刘浩;石泉煤矿101综放工作面采空区瓦斯运移规律及其应用[D];辽宁工程技术大学;2012年
9 范红伟;综放工作面采空区瓦斯运移规律数值模拟研究[D];太原理工大学;2010年
10 郭旭锋;高瓦斯矿井综放开采采空区瓦斯治理数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026