塔山煤矿综放面采空区瓦斯运移规律研究

摘要

本研究针对同煤集团塔山煤矿8104综放工作面瓦斯涌出情况进行分析,首先预测工作面瓦斯涌出量及采空区瓦斯涌出量,研究瓦斯涌出构成情况,为瓦斯涌出规律研究奠定基础。通过布置钻孔及埋设束管等手段获取采空区瓦斯涌出数据,分析采空区瓦斯涌出特征;在工作面划分监测断面,实时监测瓦斯涌出情况,并对工作面的瓦斯涌出特征进行研究。然后,建立了8104综放工作面的物理模型,通过数值计算方法,研究了U型通风条件下采空区瓦斯分布规律及涌出特征。最后,依据塔山煤矿8104综放工作面瓦斯抽采系统,建立了在上隅角埋管、顶板自然引排及顶板巷密闭抽采条件下的物理模型,经过数值计算,得出抽采条件下的采空区瓦斯分布规律及涌出特征。通过不同条件下瓦斯分布规律及涌出特征的研究,为瓦斯抽采措施的制定提供了依据。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 瓦斯渗流规律的研究

1.2.2 关于煤层瓦斯涌出的研究

1.2.3 采空区瓦斯分布和涌出特征的数学模型研究

1.3 研究内容

2 塔山煤矿 8104 综放面瓦斯涌出量预测

2.1 8104 综放面概况

2.2 8104 综放面瓦斯涌出量预测

2.3 采空区瓦斯涌出构成

2.4 工作面瓦斯涌出量预测结果

2.5 本章小结

3 8104 综放面采空区瓦斯分布规律研究

3.1 钻孔测定采空区瓦斯浓度分布

3.1.1 钻孔参数

3.1.2 测试钻孔观测结果

3.2 束管测定采空区瓦斯浓度分布

3.3 综放工作面采场内瓦斯分布规律

3.4 本章小结

4 综放面采空区瓦斯涌出规律数值模拟研究

4.1 综放工作面及采空区物理模型的建立

4.2 数学模型的建立

4.2.1 采空区多孔介质理论基础概述

4.2.2 控制微分方程的理论意义

4.2.3 综放面采场气体流动与传热数学模型的建立

4.2.4 数学模型的离散

4.3 求解工具与方法

4.4 U 型综放面瓦斯涌出数值模拟

4.5 本章小结

5 抽采条件下采空区瓦斯分布及涌出特征数值模拟

5.1 8104 综放面抽采瓦斯必要性与可行性分析

5.1.1 抽采瓦斯必要性分析

5.1.2 抽采瓦斯可行性分析

5.2 8104 综放面瓦斯抽采系统

5.3 抽采条件下采空区瓦斯分布规律及涌出特征数值模拟

5.3.1 计算模型及网格划分

5.3.2 上隅角抽采时采空区瓦斯分布规律与涌出特征数值模拟

5.3.3 顶板巷自然引排时采空区瓦斯分布规律与涌出特征数值模拟

5.3.4 顶板巷抽采时采空区瓦斯分布规律与涌出特征数值模拟

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

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