| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 引言 | 第16-17页 |
| 2 文献综述 | 第17-33页 |
| 2.1 研究背景和意义 | 第17-18页 |
| 2.2 无风掘进人员呼吸及舒适性的国内外相关研究现状 | 第18-19页 |
| 2.2.1 无风条件下人员呼吸的国内外研究现状 | 第18页 |
| 2.2.2 无风条件下人员舒适性的国内外研究现状 | 第18-19页 |
| 2.3 无人工作面的国内外相关研究现状 | 第19-21页 |
| 2.3.1 无人采掘关键装备的研究现状 | 第19-20页 |
| 2.3.2 无人工作面的研究现状 | 第20-21页 |
| 2.4 矿井气体流动及扩散的相关研究现状 | 第21-28页 |
| 2.4.1 矿井风流控制方法的研究现状 | 第21-24页 |
| 2.4.2 扩散模型的研究现状 | 第24-28页 |
| 2.5 气幕阻隔技术的相关研究现状 | 第28-31页 |
| 2.5.1 矿用气幕阻隔研究现状 | 第28-30页 |
| 2.5.2 制氮工艺的研究现状 | 第30-31页 |
| 2.6 无风掘进技术的可行性 | 第31页 |
| 2.7 主要研究内容及技术路线 | 第31-33页 |
| 2.7.1 主要研究内容 | 第31-32页 |
| 2.7.2 技术路线 | 第32-33页 |
| 3 无风掘进系统模型构建 | 第33-45页 |
| 3.1 无风掘进系统模型 | 第33-34页 |
| 3.2 无风掘进各子系统分析 | 第34-41页 |
| 3.2.1 无风掘进巷道布置及煤料运输 | 第34页 |
| 3.2.2 无风掘进人员呼吸供给 | 第34-35页 |
| 3.2.3 无风掘进环境舒适性保障 | 第35-36页 |
| 3.2.4 无风掘进瓦斯抽采 | 第36页 |
| 3.2.5 无风掘进气体监测监控 | 第36-37页 |
| 3.2.6 无风掘进气体阻隔系统 | 第37-41页 |
| 3.3 无风掘进优缺点分析 | 第41页 |
| 3.4 无风掘进与传统掘进的经济比较 | 第41-43页 |
| 3.5 本章小结 | 第43-45页 |
| 4 无风掘进瓦斯与氧气阻隔机理研究 | 第45-79页 |
| 4.1 无风掘进巷瓦斯涌出模型 | 第45-50页 |
| 4.1.1 壁面瓦斯涌出量积分解算 | 第46-48页 |
| 4.1.2 散落煤块瓦斯涌出量积分解算 | 第48-50页 |
| 4.2 无风掘进巷瓦斯流动运移规律研究 | 第50-64页 |
| 4.2.1 无风掘进巷瓦斯连续输运规律 | 第50-54页 |
| 4.2.2 无风掘进巷瓦斯输运动量规律 | 第54-58页 |
| 4.2.3 无风掘进巷瓦斯输运的伯努利控制方程 | 第58-63页 |
| 4.2.4 无风巷内混合场的组分方程 | 第63-64页 |
| 4.3 无风掘进巷瓦斯扩散运移规律研究 | 第64-69页 |
| 4.3.1 基于菲克定律及高斯烟团模型的缝隙线源扩散规律 | 第64-67页 |
| 4.3.2 基于菲克定律及高斯烟团模型的胶带口面源扩散规律 | 第67-69页 |
| 4.4 煤块空隙、衰减放散及胶带引流对瓦斯输运的影响 | 第69-71页 |
| 4.4.1 煤块空隙瓦斯泄漏规律 | 第69-70页 |
| 4.4.2 煤块衰减放散瓦斯泄漏规律 | 第70页 |
| 4.4.3 胶带引流瓦斯泄漏规律 | 第70-71页 |
| 4.5 无风掘进巷瓦斯阻隔调控 | 第71-73页 |
| 4.5.1 联动调控阻隔瓦斯 | 第71-72页 |
| 4.5.2 氮气幕射流卷吸阻隔瓦斯 | 第72-73页 |
| 4.6 绕道巷氧气阻隔机理研究 | 第73-78页 |
| 4.6.1 风门开启状态下氧气阻隔模型 | 第73-76页 |
| 4.6.2 风门关闭状态下氧气阻隔模型 | 第76-78页 |
| 4.7 本章小结 | 第78-79页 |
| 5 无风掘进抽采-氮气幕联动控制气体相似模拟研究 | 第79-102页 |
| 5.1 相似性验证 | 第79-84页 |
| 5.2 实验设计 | 第84-89页 |
| 5.2.1 模型搭建 | 第84-86页 |
| 5.2.2 实验设备 | 第86-87页 |
| 5.2.3 实验步骤 | 第87-89页 |
| 5.3 无风掘进巷瓦斯阻隔规律研究 | 第89-99页 |
| 5.3.1 实验台气密性验证 | 第89页 |
| 5.3.2 涌出量对瓦斯运移的影响研究 | 第89-95页 |
| 5.3.3 抽采量对瓦斯运移的影响研究 | 第95-97页 |
| 5.3.4 氮气幕阻隔效果研究 | 第97-99页 |
| 5.4 绕道巷阻隔氧气的实验研究 | 第99-100页 |
| 5.5 本章小结 | 第100-102页 |
| 6 无风掘进抽采-氮气幕联动控制瓦斯与氧气数值分析 | 第102-134页 |
| 6.1 无风掘进巷气体运移控制方程 | 第102-104页 |
| 6.2 模型构建及边界条件设置 | 第104-105页 |
| 6.2.1 模型构建 | 第104页 |
| 6.2.2 边界条件设置 | 第104-105页 |
| 6.3 流动及扩散模型数值分析 | 第105-108页 |
| 6.3.1 高浓度瓦斯区形成过程分析 | 第105-107页 |
| 6.3.2 压力失衡瞬间气体流动规律 | 第107-108页 |
| 6.3.3 氮气与瓦斯自由扩散规律 | 第108页 |
| 6.4 瓦斯运移规律的多因素耦合研究 | 第108-129页 |
| 6.4.1 涌出量对瓦斯运移规律的影响研究 | 第108-116页 |
| 6.4.2 抽采量对瓦斯运移规律的影响研究 | 第116-123页 |
| 6.4.3 氮气幕阻隔瓦斯运移规律的研究 | 第123-126页 |
| 6.4.4 风门开启过程中瓦斯流场的变化规律 | 第126-129页 |
| 6.5 氧气阻隔数值分析 | 第129-132页 |
| 6.5.1 风门开启过程氧气阻隔 | 第129-130页 |
| 6.5.2 风门关闭状态氧气阻隔 | 第130-132页 |
| 6.6 本章小结 | 第132-134页 |
| 7 无风掘进中澳实训现场仿真实验研究 | 第134-143页 |
| 7.1 实训现场概况 | 第134页 |
| 7.2 无风掘进仿真实验方案 | 第134-137页 |
| 7.2.1 无风掘进巷构建 | 第134-135页 |
| 7.2.2 无风掘进巷瓦斯替代气体筛选 | 第135-136页 |
| 7.2.3 无风掘进巷气体管路布设 | 第136-137页 |
| 7.2.4 无风掘进巷气体检测 | 第137页 |
| 7.3 无风掘进仿真实验作业安全措施 | 第137页 |
| 7.4 仿真实验结果分析 | 第137-141页 |
| 7.4.1 无风掘进巷氦气运移规律研究 | 第137-139页 |
| 7.4.2 氮气幕阻隔速度对氦气运移规律的影响研究 | 第139-141页 |
| 7.4.3 仿真气体与瓦斯运移规律比较分析 | 第141页 |
| 7.5 本章小结 | 第141-143页 |
| 8 结论及展望 | 第143-145页 |
| 8.1 主要结论 | 第143-144页 |
| 8.2 创新点 | 第144页 |
| 8.3 展望 | 第144-145页 |
| 参考文献 | 第145-156页 |
| 附录A 相似模拟及仿真实验部分数据表 | 第156-160页 |
| 附录B 氮气幕阻隔的调节命令 | 第160-162页 |
| 作者简历及在学研究成果 | 第162-166页 |
| 学位论文数据集 | 第166页 |
