鐵新礦掘進(jìn)巷道煤層瓦斯流動(dòng)規(guī)律數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)的主要能源,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。然而,煤炭開采行業(yè)也是我國(guó)工業(yè)災(zāi)害最嚴(yán)重的行業(yè)之一,其中煤巷掘進(jìn)過程中發(fā)生突出的比例占70％以上,研究巷道掘進(jìn)過程中煤層瓦斯在采動(dòng)影響下的流動(dòng)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(shí)用價(jià)值。論文以山西保利鐵新煤業(yè)有限公司鐵新煤礦9號(hào)煤層E901掘進(jìn)工作面為研究背景,基于流固耦合作用,對(duì)其巷道掘進(jìn)過程中煤體變形與煤層瓦斯流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析。文中首先通過煤體滲透性實(shí)驗(yàn),研究了鐵新煤礦煤樣變

2、形特性、強(qiáng)度特性以及滲透特性等物理力學(xué)特性。得到了煤層滲透率與有效應(yīng)力、孔隙壓力的關(guān)系,并對(duì)滲透率—應(yīng)變曲線和全程應(yīng)力—應(yīng)變曲線進(jìn)行了對(duì)比分析。建立了巷道開挖過程中煤巖體變形與瓦斯流動(dòng)的流固耦合數(shù)學(xué)模型,方程中考慮了氣體擴(kuò)散、吸附解吸作用,為實(shí)現(xiàn)煤體應(yīng)力場(chǎng)與瓦斯流動(dòng)場(chǎng)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(xué)模型,對(duì)鐵新煤礦9號(hào)煤層E901掘進(jìn)工作面進(jìn)行數(shù)值模擬。分析巷道掘進(jìn)過程中,不同巷道掘進(jìn)長(zhǎng)度,煤巖體變形特征以及煤層