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松软煤体煤壁注水增稳机理及工艺参数研究

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1绪论

1.1研究背景与意义(Research Objective and Meaning)

1.2国内外研究现状(Research Status)

1.3主要研究内容(Main Research Contents)

1.4研究方法与技术路线(Research Methods and Technical Route)

2松软煤体注水渗流规律及防片帮机理研究

2.1煤体注水机理研究(Research on Injection Mechanism)

2.2煤层注水的流固耦合分析(Fluid-solid Coupling Analysis on Water Injection for Coal Bed)

2.3工作面注水防片帮机理(Mechanism of Spall Prevention by Injection)

2.4本章小结(Summary)

3 煤的物理力学性质实验研究

3.1煤的原始水分测定(Raw Water Determination)

3.2煤的坚固性系数测定(Rugged Coefficient Determination of the Coal)

3.3煤的渗透系数测定(Determination of Permeability Coefficient)

3.4本章小节(Summary)

4注水对工作面煤壁稳定性影响的数值分析

4.1模型建立(Model Building)

4.2注水孔压场模拟及孔隙压力计算(Water Pore Pressure Field Simulation and Pore Pressure Calculation)

4.3 孔隙压力对工作面煤壁稳定性影响的数值模拟(Numerical Simulation of the Coalface Wall Stability under Different Pore- pressure)

4.4注水范围对煤壁稳定性影响的数值模拟(Numerical simulation ofthe coal facewall stability under differentwater ranges)

4.5本章小结(Summary)

5煤壁深孔注水湿润半径的模拟及注水工艺参数研究5 Simulation of Wetting RadiusAnd Process Parame- ters of Injection

5.1工作面概况(Workface Situation)

5.2原注水存在问题(Injection Problem of Yi’luo Mine)

5.3湿润半径与注水参数的关系(Relationship Between WettingRadius and Injection Pressure, Injection Time)

5.4煤层注水参数设计(Design of Injection Parameters)

5.5注水工艺确定(Determineof Injection Craft)

5.6注水设备选择(Selection of Injection Equipment)

5.7施工标准及要求(Construction Standards and Requirements)

5.8本章小结(Summary)

6主要结论与展望

6.1主要结论(Main Summary)

6.2展望(Prospect)

参考文献

作者简历

学位论文数据集

致谢

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摘要

义络煤业公司36021综放工作面煤质松散破碎,回采期间煤壁片帮和顶煤漏冒现象时有发生,严重影响了工作面安全高效开采。为了加强工作面围岩稳定性,综合运用矿压理论分析和计算、数值模拟等研究方法,对注水增强工作面围岩稳定性的规律以及注水工艺参数进行了系统的研究,取得了如下研究成果:
  (1)研究了松软煤体注水机理,建立了水渗流微分方程,并确定了煤层注水边界条件。提出“类土质煤体”概念,运用土力学相关理论阐述了注水增强煤壁稳定性的规律。
  (2)通过实验室实验,得出煤的自然含水率、坚固性系数和渗透系数,为理论分析和注水参数设计奠定了基础。
  (3)运用FLAC3D模拟分析了注水后孔隙水压和注水范围对工作面前方煤体应力、应变的影响规律,得出煤层注水后煤壁前方支承压力峰值向深部转移,卸压区和塑性区加大,煤体的压缩变形量增加,有利于改善煤壁处应力状态,增强煤壁稳定性。
  (4)模拟分析了不同注水压力下煤体湿润半径随时间的变化规律,并以此为依据,提出了义络煤矿合理注水参数与工艺。

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