收藏本站
《安徽理工大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

煤层水力压挤三相耦合数值模拟研究

徐硕  
【摘要】:运用多相渗流力学、煤岩体介质变形与瓦斯赋存及流动理论、渗流耦合理论和多孔介质流体力学等基础理论知识,建立了考虑煤岩体介质非均匀的力学性质、压力水作用下煤体致裂过程中其透气性的非线性变化特征及煤岩固体、液态水及气态瓦斯三相流固耦合作用的数学模型。给出了基于FEPG软件的耦合模型数值求解方法和计算过程,并编制相应的程序文件。 以两淮矿区祁南煤矿344工作面的水力压挤过程为研究对象,利用考虑煤体弹性模量、孔隙率、均质度、透气性系数、泊松比及渗透率等力学参数的三相流固耦合数值模型,对该采煤工作面实施水力压挤技术措施后影响煤体破裂及瓦斯挤排效果的主要技术参数:注水压力、注水时间和封孔深度进行了数值模拟。模拟结果显示:随着注水时间的推进,煤体逐渐损伤并被破坏,裂隙结构面系统进一步扩展、延伸,煤体渗透能力大大提高;高压水体将煤体致裂并使煤体向采煤工作面方向产生一定的位移,提高了煤体卸压带宽度,降低了靠近煤壁一定范围的煤体应力,部分煤体逐渐由弹性进入塑性。 通过分析模拟结果,优化出了344工作面合理的水力压挤技术参数值。现场试验与数值模拟结果比较吻合,证明了模拟结果的正确性,也有力的说明了模型的可靠性与稳定性。利用该数学模型可以为煤矿水力压挤技术参数提供现场试验依据,大大节省人力物力,提高生产效率。
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TD821

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高峰,钟卫平,关云飞;节理岩体强度的统计描述[J];矿山压力与顶板管理;2003年04期
2 陈钟祥,刘慈群;双重孔隙介质中二相驱替理论[J];力学学报;1980年02期
3 刘军,李国宏,佟敬勋,吴元良;水力压裂在综采二分层顶煤大块治理中的应用[J];煤矿安全;2002年07期
4 王兆丰,李志强;水力挤出措施消突机理研究[J];煤矿安全;2004年12期
5 阚兴;马植胜;王新华;;长沟峪煤矿煤层注水参数设计及数值模拟研究[J];煤矿开采;2010年01期
6 吴代安;王佰顺;胡祖祥;;祁南矿3410综采工作面水力压挤技术试验研究[J];煤炭工程;2009年10期
7 胡祖祥;吴代安;;水力压挤参数的数量化理论正交设计优化法[J];煤炭技术;2010年03期
8 王佰顺;傅昆岚;胡祖祥;;高瓦斯煤层掘进工作面水力挤排瓦斯技术[J];煤炭科学技术;2008年05期
9 王维虎;;煤层注水防尘技术的应用现状及展望[J];煤炭科学技术;2011年01期
10 刘明举;潘辉;李拥军;胡宝军;陈卫东;;煤巷水力挤出防突措施的研究与应用[J];煤炭学报;2007年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 康家甦;;电站储煤场自燃现象分析与储煤系统优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年01期
2 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
3 张霖;;桃园矿高位钻孔瓦斯抽放参数优化研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年02期
4 苏利军;;深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期
5 汪义国;;近距离煤层群被保护层开采瓦斯综合治理技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
6 蔡如法;童校长;;穿层钻孔掏穴增透强化抽采瓦斯技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年04期
7 李效军;王立功;;刘桥一矿瓦斯地质规律研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年05期
8 禹业挺;余陶;邓中;肖峻峰;;突出煤层穿层钻孔增透强化抽采瓦斯消突效果研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年06期
9 赵建青;冉慧;晁曼妮;;南水北调中线工程对石家庄地下水水位的影响[J];安徽农业科学;2011年25期
10 张明义;李双洋;高志华;张淑娟;;青藏铁路抛石护坡和保温材料复合路基温度场特征非线性分析[J];冰川冻土;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 常宝华;熊伟;高树生;刘华勋;张静楠;;大尺度缝洞型油藏弹性开采特征实验研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 傅礼兵;姚约东;;基于指数式非达西渗流模型的解析解[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 唐明云;施安峰;贾江涛;吴斌;王晓宏;;考虑轻油组分的SAGD过程热采稠油数值研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
4 罗建新;张烈辉;赵玉龙;刘启国;;线性复合油气藏试井解释模型及典型曲线分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
5 杨锋;王新海;刘洪;;井钻遇溶洞油藏试井解释方法[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
6 刘华林;熊伟;高树生;;矩形五点井网稳定注采压力系统的建立[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
7 李道伦;杨景海;查文舒;;数值试井若干关键技术研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
8 邵九姑;许友生;;Forchheimer型非达西渗流系统的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
9 章修玉;张雷;刘宜平;蔡东红;蔡君;;全液压履带深孔钻车在任楼煤矿瓦斯钻孔施工中的应用[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
10 曹佩永;程浩;;千米深井突出煤层群揭煤区域防突技术研究[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
6 朱春林;滇中红层地下水富集规律及开发利用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
7 齐云阶;水平井采油举升方法及其应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
8 张飞燕;高应力高突区域煤巷快速掘进灾害防治技术研究[D];武汉理工大学;2010年
9 齐黎明;卸压密闭煤层瓦斯含量测定技术研究[D];中国地质大学(北京);2011年
10 杜朝伟;海底隧道衬砌水压力及结构受力特征研究[D];北京交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王利强;突出煤层水力径向压裂石门快速揭煤技术研究及应用[D];河南理工大学;2010年
2 杨文旺;七星矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
3 潘少杰;新安煤田瓦斯赋存规律与突出区域预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
4 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
5 陈建忠;潘三矿C13-1煤层掘进工作面敏感指标及临界值研究[D];河南理工大学;2010年
6 刘浩;高煤级煤储层水力压裂的裂缝预测模型及效果评价[D];河南理工大学;2010年
7 李波;天池煤矿瓦斯分布规律及突出危险性研究[D];河南理工大学;2010年
8 王永周;李子垭井田瓦斯赋存规律与突出预测[D];河南理工大学;2010年
9 刘文伍;杉木树矿井瓦斯地质规律及瓦斯预测研究[D];河南理工大学;2010年
10 田富超;寺河矿西井区3号煤层瓦斯突出预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金龙哲,傅清国,任宝宏,吴吉男;煤层注水中添加粘尘棒降尘试验[J];北京科技大学学报;2001年01期
2 张英华,任存良,翟逸群,赵伟芝;“三软”煤层注水防尘封孔技术研究[J];东北煤炭技术;1999年04期
3 秦书玉,海国治;煤层注水参数的正交试验优化法[J];煤炭工程师;1992年03期
4 张设计;李德文;郭胜均;吴百剑;;特殊煤层的注水工艺技术试验研究[J];矿业安全与环保;2006年02期
5 张设计;祁瑞清;刘佩;郭胜均;吴百剑;;煤层注水试验及效果分析[J];矿业安全与环保;2006年S1期
6 林柏泉,张仁贵;钻孔周围煤体中瓦斯流动的理论分析[J];煤炭工程师;1996年03期
7 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
8 张磊;梁冰;;煤层注水中的水渗流规律及参数确定[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年S1期
9 谢和平,W.G.Pariseau;岩石节理粗糙系数(JRC)的分形估计[J];中国科学(B辑 化学 生命科学 地学);1994年05期
10 李志强,王兆丰;煤巷掘进工作面中高压注水措施消突机理研究[J];焦作工学院学报(自然科学版);2004年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 胡祖祥;高瓦斯煤层掘进工作面水力压挤技术研究[D];安徽理工大学;2006年
2 黄新杰;煤层注水湿润半径的数值模拟研究[D];安徽理工大学;2007年
3 高海宾;采煤工作面深孔煤层注水技术研究[D];安徽理工大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁梅;李波波;马科伟;何明华;王珍;;煤的吸附作用对瓦斯渗流特性影响的实验研究[J];煤炭技术;2011年04期
2 褚怀保;杨小林;余永强;梁为民;;煤体爆破模拟材料选择试验研究[J];煤炭科学技术;2010年05期
3 刘树新;刘长武;曹磊;;孔隙煤体峰后应变软化及其对工作面冲击地压的影响[J];煤炭学报;2010年12期
4 邓军;吴康华;翟小伟;张燕妮;李培煊;;模拟研究CO对煤氧吸附过程的影响[J];煤矿安全;2011年09期
5 董玉芬,于波,郝凤山,刘向峰;煤变形破裂过程中红外信息的实验研究[J];实验力学;2002年02期
6 郑乃国;;利用走向顶板巷解决综放面上隅角瓦斯超限[J];煤炭技术;2008年07期
7 刘迎春;;7_123抽放巷水力挤出瓦斯量的测定及分析[J];能源技术与管理;2009年04期
8 王恩元,何学秋,刘贞堂,周世宁;受载煤体电磁辐射的频谱特征[J];中国矿业大学学报;2003年05期
9 苏现波,谢洪波,华四良;煤体脆—韧性变形微观识别标志[J];煤田地质与勘探;2003年06期
10 高景峰,李玉楼,丁海强;矿井开采顺序的影响[J];煤炭技术;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴强;张保勇;;瓦斯水合化技术研究进展[A];第七次煤炭科学技术大会文集(下册)[C];2011年
2 段康廉;赵阳升;张文;胡耀青;;孔隙水压作用下煤体有效应力规律的研究[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年
3 武传松;陆皓;魏艳红;;焊接多物理场耦合数值模拟的研究进展与发展动向[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
4 邓志辉;丁留伟;陈梅花;;地震前热异常机理多物理场耦合数值模拟初步研究[A];中国地震学会第14次学术大会专题[C];2012年
5 聂百胜;何学秋;李祥春;张翔;;真三轴应力作用下煤体瓦斯渗流规律实验研究[A];中国软岩工程与深部灾害控制研究进展——第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学(北京)百年校庆学术会议论文集[C];2009年
6 聂百胜;张翔;刘水文;刘芳彬;张世杰;;利用CT技术探测煤体瓦斯吸附特性的探讨[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年
7 王玉麟;王君杰;;低浓瓦斯综合利用新技术研究[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年
8 邓鸢;陈忠宁;;充分利用瓦斯 促进我国减排目标实现[A];第十三届中国科协年会第7分会场-实现“2020年单位GDP二氧化碳排放强度下降40-45%”的途径研讨会论文集[C];2011年
9 禄利刚;郭畅;程龙彪;;节能减排视角下我国瓦斯的抽采和综合利用[A];全国煤矿井下安全避险及瓦斯治理技术理论与实践[C];2011年
10 赵阳升;胡耀青;康天合;;煤体—瓦斯耦合理论研究[A];第二届全国青年岩石力学与工程学术研讨会论文集[C];1993年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 赵兰英;全国新闻煤体网络研讨会召开[N];新华每日电讯;2000年
2 本报记者 尹晓华;炒作“状元”为哪般?[N];四川日报;2000年
3 唐陆兵;义煤集团义安矿业煤层注水显成效[N];中国矿业报;2010年
4 记者 田锦凡;贵州:煤矿瓦斯浓度达3%以上须告知分管副县长[N];贵州政协报;2010年
5 记者 郭东;冀中能源张矿集团宣东矿近六成瓦斯实现抽采发电[N];河北日报;2011年
6 本报记者 徐俊华 周迎久;瓦斯经氧化废物变资源[N];中国环境报;2011年
7 晋煤集团董事长、党委书记 武华太;探寻瓦斯治本之策 开发利用新型能源[N];山西日报;2011年
8 本报记者 许继楠;有感于英国采矿零死亡率[N];中国计算机报;2010年
9 万水平;让“第一杀手”为企业创利[N];中国矿业报;2010年
10 本报记者 常素莉 通讯员 薛喜忠 李志方;“恶源”经氧化 废物变资源[N];河北经济日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李建楼;声波作用下煤体瓦斯解吸与放散特征研究[D];安徽理工大学;2010年
2 刘纪坤;煤体瓦斯吸附解吸过程热效应实验研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
3 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
4 褚怀保;煤体爆破作用机理及试验研究[D];河南理工大学;2011年
5 高天宝;煤体受迫振动响应及破坏特征实验研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
6 罗维;双重孔隙结构煤体瓦斯解吸流动规律研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
7 王志亮;煤层深孔预裂爆破裂隙扩展机理与应用研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
8 董丁稳;基于安全监控系统实测数据的瓦斯浓度预测预警研究[D];西安科技大学;2012年
9 刘星魁;沿空侧碎裂煤柱耗氧升温的特征研究及应用[D];中国矿业大学(北京);2012年
10 秦长江;顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突关键技术研究[D];中国地质大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐硕;煤层水力压挤三相耦合数值模拟研究[D];安徽理工大学;2013年
2 滑俊杰;突出煤层水力挤出快速消突技术研究[D];河南理工大学;2011年
3 李旺兴;煤体爆破作用数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
4 史宁;高压空气冲击煤体增透技术实验研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
5 刘辉;低温对煤吸附甲烷及煤体力学性能影响的实验研究[D];湖南科技大学;2010年
6 孟庆彪;瓦斯释放中的影响因素及其预测手段的研究[D];安徽理工大学;2010年
7 张晓宇;表面活性剂润湿煤体的实验研究[D];中国地质大学(北京);2010年
8 赵勇;煤吸附/解吸瓦斯的低频振动特性试验研究[D];西安科技大学;2011年
9 朱亚;高瓦斯突出煤层水力湿润防突技术研究[D];安徽理工大学;2010年
10 王卫超;煤体中爆炸应力波及爆破作用的试验研究[D];河南理工大学;2010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