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文檔簡(jiǎn)介
1、煤炭作為我國(guó)的主體能源,煤與瓦斯突出的發(fā)生一直以來(lái)都是限制其高效開(kāi)采的主要影響因素之一。近年來(lái)隨著對(duì)煤礦安全需求的提高,我國(guó)對(duì)煤與瓦斯突出機(jī)理與災(zāi)害防治研究提出了更高的要求。流固耦合作用機(jī)理是研究瓦斯突出機(jī)理與瓦斯災(zāi)害防治研究領(lǐng)域中的基礎(chǔ)問(wèn)題之一,因此研究煤層與瓦斯的相互作用具有重要意義。本文運(yùn)用損傷力學(xué)、滲流力學(xué)和巖石力學(xué)等理論,以損傷場(chǎng)為中心,建立考慮損傷過(guò)程的流固耦合理論模型;借助COMSOL軟件進(jìn)行數(shù)值求解,對(duì)煤層開(kāi)采過(guò)程的瓦斯
2、運(yùn)移規(guī)律與瓦斯突出傾向區(qū)域進(jìn)行分析;最后對(duì)瓦斯防治的有效技術(shù)手段鉆孔抽采進(jìn)行了研究,分析了抽采過(guò)程中瓦斯運(yùn)移規(guī)律。
本研究主要內(nèi)容包括:⑴開(kāi)采過(guò)程中隨著工作面的推進(jìn),開(kāi)采工作面前方瓦斯壓力下降,煤體損傷分布范圍增大。⑵考慮了采動(dòng)對(duì)吸附態(tài)瓦斯的解吸影響,通過(guò)對(duì)工作面前方煤層所受主應(yīng)力的方向進(jìn)行分析,結(jié)果表明壓應(yīng)力是瓦斯突出的主要誘發(fā)原因。結(jié)合壓應(yīng)力方向和損傷場(chǎng)分布情況,確定瓦斯突出傾向區(qū)域分布。進(jìn)一步分析上覆壓力和初始瓦斯壓力對(duì)
3、瓦斯突出傾向區(qū)域的影響,表明隨著上覆壓力增大,瓦斯突出傾向區(qū)域增大;初始瓦斯壓力增大,瓦斯突出傾向區(qū)域增大。⑶通過(guò)對(duì)鉆孔瓦斯抽采運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行研究,表明在瓦斯抽采的初始階段,鉆孔流量較大,隨著抽采的進(jìn)行,瓦斯流量下降,逐漸趨于穩(wěn)定,同時(shí)煤層瓦斯壓力隨著鉆孔抽采的進(jìn)行逐漸下降。⑷通過(guò)分析抽采負(fù)壓對(duì)抽采效果的影響,表明抽采負(fù)壓越低,鉆孔流量越大,抽采效果越好。在鉆孔抽采的初始階段,負(fù)壓對(duì)流量的影響不大;隨著抽采的進(jìn)行,抽采負(fù)壓影響效果逐漸增大
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