分享到:

煤层瓦斯运移的数学模型

煤层瓦斯运移的数学模型张广洋,谭学术,鲜学福,杜云贵(重庆大学资源及环境工程学院,重庆,630044)摘要研究了地应力、地电场对煤层瓦斯运移的影响,并应用渗流理论的基本原理,建立了考虑地应力、地电场在内的煤层瓦斯渗流方程。关键词渗透率;渗流方程;瓦斯流动中国图书资料分类法分类号TD712.51MathematicalModelofMethaneTransportinCoalSeam¥ZhangGuangyang;TanXueshu;XianXuefu;DuYunguiABSTRACTThispaperstudiestheeffectsofgroundstressandgroundelectricalfieldonmethanetranspontincoalseam.Agasseepageequationissetupbasedontheprinciplesofseepagetheory,whichtakesthegroundst...  (本文共5页) 阅读全文>>

山东科技大学
山东科技大学

海域下煤层瓦斯赋存与涌出规律及防治对策研究

近年来,我国煤矿瓦斯事故频发,其发生次数和死亡人数分别占到了煤矿全部事故的60%和65%。随着我国陆地可采煤炭资源的逐年减少,海底采煤成为一个崭新的领域,而保证海下开采的安全性,尤其是防止瓦斯事故的发生就显得十分重要。由于海域煤层的瓦斯赋存情况及涌出规律与陆地有所不同,所以对龙矿集团北皂煤矿海域扩大区煤层瓦斯赋存与涌出规律的研究,可为相关矿井海下采煤提供有效的瓦斯治理理论和预防方法,从而能有效地保障矿井的安全生产。本文采用理论分析、数值模拟、实验测试、现场应用相结合的方法,对龙口矿业集团北皂煤矿海域下煤层的瓦斯赋存、涌出规律及防治对策进行了较为系统的研究。分析了煤层瓦斯赋存的基本形态及影响因素;根据北皂煤矿海域扩大区的实际情况,设计了煤层瓦斯压力测定方案,根据实测数据和朗格缪尔等温吸附公式计算得到了煤层瓦斯含量;通过对瓦斯涌出量的主要影响因素分析,得到了瓦斯涌出量的主控因素,构建了基于BP神经网络的瓦斯涌出量预测数学模型;利用M...  (本文共105页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南科技大学
湖南科技大学

大采高综采面采空区瓦斯运移规律研究

大采高综采由于开采高度较一般采煤方法大,相应的,对采空区岩体的破坏程度也要大。在开采煤层时,上覆岩层受到破坏形成大量的穿层和离层裂隙,邻近煤层的瓦斯在压力的作用下通过这些裂隙流入采空区,其中一部分瓦斯又会从采空区涌向工作面,在传统的U型通风方式下,瓦斯往往受漏风的影响在上隅角位置积聚,给煤矿的安全生产带来了严重的影响。本文综合前人所取得的研究成果,分析了受采动影响,采空区及上覆岩层的破坏规律,在此基础上对采空区进行了区域划分,并论述分析了各个区域孔隙率的分布规律,确定了采空区不同区域的参数及边界条件。结合多孔介质的特征,较为详细的分析了瓦斯在煤岩中的流动状态和流动形式,根据瓦斯的扩散、渗透理论建立了瓦斯在采空区运移的数学模型。通过运用FLUENT软件对采空区瓦斯运移进行数值模拟,并结合理论分析,能够更加直观的了解不同的通风方式下瓦斯的分布规律,找出瓦斯在采空区及工作面空间的积聚区域,为工作面瓦斯的防治提供可靠的依据。通过数值模拟...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

煤岩体水力压裂裂缝扩展及对瓦斯运移影响研究

随着煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出危险性不断增加。对于低渗透性且具有突出危险的煤体,如何有效降低煤与瓦斯突出危险性是亟待解决的重大安全科技问题。煤岩体水力压裂是低渗透煤体瓦斯抽采、突出煤体消突的有效技术途径,尤其是对于单一低渗突出煤体。煤岩体水压裂缝的扩展及瓦斯运移是决定煤岩体水力压裂效果的主要因素。为此,本文以煤岩体水压裂缝扩展及瓦斯运移为主要研究对象,采用理论分析、数值计算和现场试验相结合的方法,系统、深入地研究了煤岩体水力压裂裂缝扩展及对瓦斯运移影响。本文的主要研究成果与结论有:①建立了煤岩体水力压裂渗流—损伤耦合数学模型,该模型采用统计方法来表征煤岩体参数的非均匀性,涉及了渗流场和应力场的耦合作用,内含弹—脆性、弹性软化和弹性弱化3种损伤本构,考虑了损伤的演化过程及其对渗透率等物理参数的影响;提出了该数学模型的耦合迭代求解算法,并利用Matlab软件进行有限元编程实现了数值求解,通过与商业软件计算结果及理论解析解的比较...  (本文共177页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安科技大学
西安科技大学

急倾斜煤层分段开采围岩裂隙场演化及瓦斯运移规律研究

新疆是我国14个亿吨级大型煤炭生产基地之一,其急倾斜煤层储量占世界同类煤层储量的30%以上。急倾斜煤层赋存较为复杂、开采难度较大,目前新疆地区常用的开采方法是水平或斜切分段放顶煤采煤法,由于其采放比较大、顶煤及顶板控制难度大、底部煤体自卸压瓦斯解吸及运移、采空区遗煤较多等特点,导致工作面瓦斯防治工作难度较大,瓦斯、顶板等动力灾害事故频发。乌东煤矿的煤层赋存条件、采煤方法、瓦斯防治技术等方面都具有代表性,以乌东煤矿为试验点,对急倾斜煤层分段开采围岩裂隙场演化、瓦斯运移及涌出规律、瓦斯涌出预测模型及瓦斯抽采关键技术优化等多个方面进行系统研究,开展的主要工作如下:基于乌东煤矿煤层赋存和开采方式,采用相似模拟实验方法,构建了急倾斜煤层分段开采模型,自上而下共布置六个开采区段,按照采放比1:7.3进行模拟开采,通过布置实时监测的应力传感器与位移测点,对工作面顶板、顶煤的破坏、运移规律进行了观测和研究,分析了工作面底板、底煤应力变化规律。工...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国矿业大学
中国矿业大学

高瓦斯低透气性煤层卸压增透理论与技术研究

煤炭是我国的基础能源,随着开采深度的增加,瓦斯已成为严重威胁煤矿安全生产的主要因素。由于我国大多数煤田均属于低透气性煤层,故作为瓦斯治理最主要技术措施的钻孔抽采,实际效果并不理想。因此,通过对高瓦斯低透气性煤层卸压增透,提高抽采钻孔的单孔有效影响范围,已成为实现煤矿可持续发展的关键环节。本文首先从不同硬度煤体孔隙裂隙微观结构的研究入手,采用分形学方法,对压汞实验所得的孔隙结构和电镜扫描所得的煤样表面裂隙结构进行分形维数的计算,并发现随着煤体硬度的增加,孔隙裂隙结构的复杂程度越来越低。其次,基于对复杂裂隙结构的简化,建立了煤体裂隙结构瓦斯流动的毛细管和壁面模型,并基于相关假设,以达西渗流和菲克扩散定律为基础,研究在简化模型中瓦斯的流动和运移规律。同时,还推导出瓦斯在两种模型中的运动方程,并进行了流速和流量的分析。第三,利用模型分析结果对钻孔周围煤体中瓦斯的流动规律进行研究,得到钻孔影响范围煤层达到整体消突的时间t,同时通过钻孔周围...  (本文共201页) 本文目录 | 阅读全文>>