“三软”煤层采动裂隙场与瓦斯流场研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第10-12页 |
| 1.1.1 选题背景 | 第10-11页 |
| 1.1.2 选题意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.1 煤体开采裂隙演化理论研究现状 | 第12页 |
| 1.2.2 煤层开采裂隙分布规律研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.3 煤体开采裂隙演化的数值研究现状 | 第13页 |
| 1.2.4 瓦斯渗流研究现状 | 第13-14页 |
| 1.2.5 采动对瓦斯渗流影响研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 问题提出 | 第15页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第15-16页 |
| 1.5 研究方法及技术路线 | 第16-17页 |
| 1.5.1 研究方法 | 第16页 |
| 1.5.2 技术路线 | 第16-17页 |
| 2 试验矿井概况 | 第17-31页 |
| 2.1 试验矿井概况 | 第17-18页 |
| 2.1.1 井田地理位置及交通 | 第17页 |
| 2.1.2 地形地貌 | 第17-18页 |
| 2.1.3 地面水系 | 第18页 |
| 2.2 矿区地质概况 | 第18-23页 |
| 2.2.1 矿区地层层序 | 第18-20页 |
| 2.2.2 矿区地质构造 | 第20-23页 |
| 2.3 煤层 | 第23-25页 |
| 2.3.1 含煤性 | 第23-24页 |
| 2.3.2 可采煤层 | 第24-25页 |
| 2.4 试验工作面概况 | 第25-26页 |
| 2.4.1 工作面位置及井上下关系 | 第25页 |
| 2.4.2 5 | 第25页 |
| 2.4.3 工作面地质特征 | 第25-26页 |
| 2.4.4 工作面水文地质情况 | 第26页 |
| 2.5 工作面煤层瓦斯基础参数 | 第26-28页 |
| 2.5.1 煤层瓦斯含量 | 第26-27页 |
| 2.5.2 煤层钻孔瓦斯衰减系数 | 第27页 |
| 2.5.3 煤层瓦斯放散初速度 | 第27-28页 |
| 2.5.4 煤体孔隙率 | 第28页 |
| 2.5.5 煤层坚固性系数 | 第28页 |
| 2.6 工作面瓦斯赋存状况 | 第28-29页 |
| 2.7 瓦斯抽采可行性及必要性分析 | 第29-30页 |
| 2.8 本章小结 | 第30-31页 |
| 3 采动裂隙场演化模拟实验 | 第31-43页 |
| 3.1 相似理论及相似准则推导 | 第31-33页 |
| 3.1.1 相似理论 | 第31-32页 |
| 3.1.2 相似准则推导 | 第32-33页 |
| 3.1.3 相似常数的确定 | 第33页 |
| 3.2 实验模型设计及制作 | 第33-36页 |
| 3.2.1 模型设计 | 第33-34页 |
| 3.2.2 实验原型 | 第34-35页 |
| 3.2.3 实验方法及测点布置 | 第35页 |
| 3.2.4 模型制作 | 第35-36页 |
| 3.3 采动覆岩裂隙动态演化规律 | 第36-42页 |
| 3.3.1 采动覆岩垮落现象分析 | 第36-38页 |
| 3.3.2 采动覆岩裂隙动态演化规律及形态分析 | 第38-40页 |
| 3.3.3 采动覆岩走向垂直应力分布规律分析 | 第40-42页 |
| 3.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 4 采动裂隙场UDEC数值模拟实验 | 第43-48页 |
| 4.1 数值分析方法及UDEC离散元程序简介 | 第43-44页 |
| 4.1.1 数值分析方法在采动裂隙研究中的应用 | 第43页 |
| 4.1.2 UDEC离散元程序简介 | 第43-44页 |
| 4.2 数值模型的建立 | 第44-45页 |
| 4.2.1 工程背景 | 第44页 |
| 4.2.2 模型建立 | 第44页 |
| 4.2.3 模型参数 | 第44-45页 |
| 4.2.4 监测方案确定 | 第45页 |
| 4.3 覆岩运移规律 | 第45-47页 |
| 4.3.1 采场覆岩破断规律 | 第45-46页 |
| 4.3.2 采场覆岩裂隙发育及位移运动规律 | 第46-47页 |
| 4.4 本章小结 | 第47-48页 |
| 5 采动裂隙场瓦斯运移模拟实验 | 第48-65页 |
| 5.1 ANSYS FLUENT软件简介 | 第48页 |
| 5.2 采空区介质 | 第48-50页 |
| 5.3 采空区渗流理论基础 | 第50页 |
| 5.4 采空区渗流数学模型 | 第50-53页 |
| 5.4.1 基本假设 | 第50页 |
| 5.4.2 质量守恒方程 | 第50-51页 |
| 5.4.3 动量守恒方程 | 第51-52页 |
| 5.4.4 能量守恒方程 | 第52页 |
| 5.4.5 组分运送方程 | 第52-53页 |
| 5.4.6 边界条件 | 第53页 |
| 5.5 模型建立及网格划分 | 第53-55页 |
| 5.5.1 模型建立 | 第53-54页 |
| 5.5.2 网格划分 | 第54-55页 |
| 5.6 工作面瓦斯涌出量预测 | 第55-56页 |
| 5.6.1 预测方法 | 第55-56页 |
| 5.6.2 预测结果 | 第56页 |
| 5.7 边界条件设置 | 第56-57页 |
| 5.8 高位钻孔抽采条件下瓦斯运移模拟 | 第57-63页 |
| 5.8.1 自然条件下 | 第57-58页 |
| 5.8.2 不同高位钻孔直径下 | 第58-60页 |
| 5.8.3 不同抽采负压条件下 | 第60-63页 |
| 5.9 现场抽采情况 | 第63页 |
| 5.10 本章小结 | 第63-65页 |
| 6 结论及展望 | 第65-67页 |
| 6.1 结论 | 第65-66页 |
| 6.2 展望 | 第66-67页 |
| 致谢 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-73页 |
| 附录 | 第73-74页 |
