鐵新礦掘進巷道煤層瓦斯流動規(guī)律數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤炭是我國的主要能源,是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎。然而,煤炭開采行業(yè)也是我國工業(yè)災害最嚴重的行業(yè)之一,其中煤巷掘進過程中發(fā)生突出的比例占70％以上,研究巷道掘進過程中煤層瓦斯在采動影響下的流動規(guī)律是保證煤礦安全生產(chǎn)的前提,具有重要理論意義和實用價值。論文以山西保利鐵新煤業(yè)有限公司鐵新煤礦9號煤層E901掘進工作面為研究背景,基于流固耦合作用,對其巷道掘進過程中煤體變形與煤層瓦斯流動規(guī)律進行分析。文中首先通過煤體滲透性實驗,研究了鐵新煤礦煤樣變

2、形特性、強度特性以及滲透特性等物理力學特性。得到了煤層滲透率與有效應力、孔隙壓力的關系,并對滲透率—應變曲線和全程應力—應變曲線進行了對比分析。建立了巷道開挖過程中煤巖體變形與瓦斯流動的流固耦合數(shù)學模型,方程中考慮了氣體擴散、吸附解吸作用,為實現(xiàn)煤體應力場與瓦斯流動場耦合作用的數(shù)值模擬提供理論依據(jù)。利用所建立的流固耦合數(shù)學模型,對鐵新煤礦9號煤層E901掘進工作面進行數(shù)值模擬。分析巷道掘進過程中,不同巷道掘進長度,煤巖體變形特征以及煤層