立井揭煤气固耦合数值模拟及防突技术

来源 :安徽理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:cl157967874
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
立井揭穿具有煤与瓦斯突出危险性的煤层是当今立井施工中的一项重大安全技术问题。随着煤矿开采深度每年不断的增加,立井揭穿具有煤与瓦斯突出危险性煤层的危险性也在不断增大,严重制约着矿井的安全高效生产。本文采用理论分析、数值模拟分析和工程试验相结合的方法,系统的研究了立井揭含瓦斯煤岩力学分布特征及防突技术。首先,基于含瓦斯煤有效应力原理,通过合理的假设和简化,构建了含瓦斯煤气固耦合方程。然后,将气固耦合方程组嵌入COMSOL Multiphysics软件,分析了不同井筒开挖直径、不同瓦斯压力和不同安全岩柱厚度条件下立井揭煤过程中工作面周围煤岩体的应力分布规律和立井掘进过程中待揭煤层的渗流特性。最后根据立井掘进工作面周围煤岩体应力分布特点,设计采用扇形密集抽采钻孔抽采待揭煤层瓦斯,取得了很好的防突效果。数值模拟结果表明:不同井筒开挖直径、不同瓦斯压力和不同安全岩柱厚度条件下立井工作面周围煤岩体的应力分布规律相似,都存在着应力集中区,卸压区和原岩应力区。在井筒四周存在应力集中区,应力集中区的存在是因为立井开挖过程中,此处煤岩体的原始三向应力平衡状态变成二向荷载,应力发生重新分布。在工作面前(下)方是“漏斗”形采动卸压区,中心为最大卸压区。井同开挖直径越大、预留安全岩柱厚度越小,应力集中区的范围和峰值越大,卸压区的范围也越大。含瓦斯煤的孔隙瓦斯压力越大,煤体的有效应力越低,煤体的强度降低幅度越大。随着瓦斯压力的不断增大,工作面周围煤岩体塑性变形破坏区域不断增大,越容易发生煤与瓦斯突出。采用主动测压的方法,仅需两天时间左右即测得11-2煤层瓦斯压力1.22MPa,判断为煤与瓦斯突出煤层。根据潘三矿深部进风井揭11-2煤工作面应力分布特点,通过采用扇形密集抽采钻孔连续抽采煤层瓦斯28天,累计抽采瓦斯量15951m3,煤层瓦斯预抽率高达57.7%,11-2煤组评价区域内残余瓦斯压力最大值0.32MPa,残余瓦斯含量最大值2.85m3/t。有效的降低了煤层的瓦斯压力和瓦斯含量,在立井井筒四周构成了一定范围的阻止煤与瓦斯突出发生的安全区域,防突效果显著。
其他文献
为纪念辛亥革命100周年,由中国美术家协会、全国政协书画室、文化部恭王府管理中心主办,中国和平统一促进会、中国人民外交学会协办,中国美术家协会综合材料绘画与美术作品保
本文简要介绍企业门户系统概念、主要功能,详细阐述企业门户系统与各信息系统间集成方式和实现技术,及系统集成过程中需要考虑的一些问题和解决思路.
大数据时代的到来,为企业发展带来了新的发展契机,同时将企业之间的竞争抬升到了一个新的高度.对企业而言,如果在市场发展过程中能够有效推动结构创新和管理模式上的进步,就
总碱度是锅炉水处理过程中的一项重要指标,为保证锅炉的安全运行,需要对锅炉水总碱度进行精确测量并随时了解锅炉水中碱度的情况。目前,锅炉水总碱度的监测一般采用传统滴定的方
摘 要:建筑物在外界因素作用下常会产生变形,导致开裂甚至破坏,针对这种情况,结构关键部位处常常根据不同的情况预留变形缝。根据功能不同,变形缝基本分为伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。在机电专业施工过程中,通风空调、给排水、动力照明等专业的管线经过此处时需进行特殊处理,防止结构形变后对管线造成严重破坏。结合本人在深圳地铁3号线车辆段,北京地铁9号线、上海地铁12号线机电安装工程的工作经验及总结,分别介绍地
磁性液体是一种新型的磁性功能材料,它既具有一般软磁体的磁性能,又具有液体的流动性。润滑是磁性液体的重要应用领域。当采用磁性液体润滑时,通过外磁场的作用可以将润滑液保留在摩擦区域,提高润滑效果。并且通过合理的磁场设计,该润滑液能够起到密封和增加润滑膜承载力的效果。基于以上优点,本文围绕磁性液体的润滑性能和磁场设计进行了探讨和研究。首先研究了磁性液体在外磁场作用下的静承载力和润滑特性,验证了其作为润滑
随着国内外工程机械制造企业对乘坐舒适性重视程度的增加,对装载机振动乘坐舒适性进行准确预测和评价,并在此基础上缩短产品设计的周期、尽可能降低生产制造的成本和费用,已成为