一、高沼气综采工作面瓦斯综合治理技术(论文文献综述)
彭斌[1](2019)在《老空区与外界气体交换规律及瓦斯爆炸防控理论与应用》文中研究表明我国煤矿以综采、综放等高强度开采方式为主,工作面推进速度快,大面积的封闭采空区(老空区)形成速度也快。随着时间的推移,老空区瓦斯储量将越来越大,由于受地应力和采掘作业的持续影响,老采空区的保护煤柱和密闭设施的密封性会有所降低。当采空区外界环境条件发生变化时,密闭设施附近会产生“呼吸”现象,“呼吸”现象严重时将会影响井下的安全生产。因此,掌握矿区不同地面大气参数条件下老空区“呼吸”现象特征和产生机理,设计安全可行的防治技术方案,对于预防矿井封闭采空区密闭处的瓦斯异常涌出和瓦斯超限问题,具有重要的指导意义和工程价值。运用通风能量方程和理想气体状态方程理论分析了“呼吸”现象的产生机理,结合达西定律得到了密闭内外压差与密闭外瓦斯浓度的关系表达式。结果表明,封闭采空区“呼吸”现象的产生是地面大气参数、井巷风流参数、井巷特征和采空区内气体状态参数综合作用的结果,在密闭内外压差的持续作用下,老空区会与外界产生气体交换。现场研究了老空区“呼吸”现象的基本特征。结果表明,当密闭内外压差分别为正值和负值时,采空区内气体压力分别呈逐渐降低和逐渐升高趋势;采空区内气压变化幅度很小,密闭内外压差产生正负交替的主导因素为密闭外空气静压的波动;当井巷特征和井巷风量稳定时,密闭外侧空气静压的变化趋势与地面大气压相似,与地面大气温度相反;在密闭渗透率和密闭外侧风量比较稳定的前提下,密闭内外压差为正值时,密闭外瓦斯浓度与密闭内外压差呈正相关关系,两者的变化趋势相似。基于自建的实验系统,重现了封闭采空区“呼吸”现象。研究了井口大气参数、巷道风阻、风机静压以及封闭区环境温度对封闭采空区密闭内外压差的影响。实验结果表明:(1)在通风状态不改变的前提下,模型采空区密闭外侧空气静压与井口大气压是同步变化的,封闭区气体压力与其环境温度变化趋势相似。在密闭内侧气压较为稳定的时段,密闭内外侧压差与密闭外侧静压变化趋势相反;在密闭外侧静压较为稳定的时段,内外侧压差对密闭内侧静压比较敏感,两者变化趋势基本相似。(2)改变通风状态会引起密闭内外压差在短时间内发生突然变化。在一进一回系统中,减小主井筒风阻、增加回风井筒风阻、增加风机静压均会引起密闭外侧静压大幅增加,而封闭区内气压在短时间内基本稳定,导致密闭内外压差大幅减小;在两进一回系统中,减小副井筒风阻会引起密闭外侧静压突然减小,而封闭区内气压在短时间内基本稳定,导致密闭内外压差突然增大。(3)减少或增加模型封闭区内气体的量会引起封闭区内气压减小或增加,密闭内外压差则相应地减小或增加。应用封闭气体浓度变化的数学模型分析了当采空区分别处于“呼气”和“吸气”状态时,漏风量系数对采空区内甲烷和氧气的浓度的影响。结果表明,在“呼气”状态下,当密闭漏风系数不变时,甲烷浓度是逐渐上升的,氧气浓度是逐渐下降的;在相同的正压差条件下,甲烷浓度的上升速度和氧气浓度的下降速度均随着密闭漏风系数的增加而增加。在“吸气”状态下,当密闭漏风系数不变时,甲烷浓度是逐渐下降的,氧气浓度是逐渐上升的;在相同的负压差条件下,甲烷浓度的下降速度和氧气浓度的上升速度均随着密闭漏风系数的增加而增加。基于现场老空区内气体组分分析结果,应用Coward法和爆炸危险系数的基本原理,研究了“呼吸”现象过程中不同漏风量系数条件下采空区爆炸危险系数的变化规律。结果表明,状态点移动速度和爆炸危险性系数值变化速度随采空区漏风量系数的增加而加快,采空区爆炸危险性级别的转变受密闭内外压差、密闭漏风量系数以及状态点初始位置的共同制约。利用CFD技术建立了瓦斯释放区域的数值模型,分析了不同风流流量及管道瓦斯流速条件下释放区瓦斯的扩散规律。结果显示,受巷道风流的影响,在巷道截面横向上瓦斯整体往采区回风巷左侧扩散,在巷道截面纵向上瓦斯整体往巷道顶板附近扩散。当管道瓦斯流速或巷道风量增大时,瓦斯扩散范围沿巷道风流方向逐渐扩大。从释放管口下风侧各横截面上瓦斯浓度分布来看,离释放管口越远,瓦斯浓度越小。现场观测了瓦斯释放时间段内管道内外压差和释放区域瓦斯浓度的变化规律,确定了基于压差阈值和瓦斯浓度阈值的联合调控思路,提出了电动阀门开度的分级调控方案,研制了以电动阀门、微压差传感器、低浓度甲烷传感器和自动控制箱为核心的封闭采空区瓦斯释放自动调控系统,并在瓦斯释放管路上设计了自动喷粉抑爆系统,保障了释放系统的安全可靠性。
郁亚楠[2](2014)在《Y型通风采空区瓦斯流场数值模拟研究》文中认为以潘一矿东区1252(1)Y型通风工作面为原型,采用相似模拟试验研究了采空区孔隙率、“三带”范围,结合瓦斯涌出量统计预测结果,模拟分析了采空区瓦斯流场,以此提出高瓦斯工作面瓦斯治理措施。结果表明:未抽采时,采空区深部瓦斯浓度达90%以上,沿空巷距工作面60m左右瓦斯浓度已达1%,距工作面200m时瓦斯浓度接近14%;不同抽采方式不同布置参数抽采时,采空区及沿空巷瓦斯浓度都有不同程度的降低;切眼埋管+采空区埋管(间距20m-30m)+高位钻孔+高抽巷抽采瓦斯效果相对较好,使采空区深部瓦斯浓度降至15%,沿空巷瓦斯浓度降至0.5%~0.8%,因此,可将这种抽采方式作为Y型通风工作面综合瓦斯治理措施。瓦斯治理试验表明:尾巷埋管+采空区埋管+高位钻孔+高抽巷+地面钻井抽采下,工作面瓦斯抽采量达到97m3/min,抽采率达到88%;高抽巷结合穿层钻孔抽采瓦斯量最大,地面钻井在高抽巷抽采能力不足时起到了较好的弥补作用,高位钻孔在工作面开采初期起到了重要作用。因此,本煤层和上邻近层瓦斯涌出量较大时,可在两层之间合适位置布置抽采巷道和穿层钻孔,对于其在切眼和收作线位置抽采能力的不足,可用地面钻井或风巷(尾巷)穿层钻孔来弥补。
胡成军[3](2014)在《依兰三矿煤与油页岩联合开采关键技术研究》文中研究指明目前国内外伴生油页岩的煤矿,受开采技术及投资成本的限制,往往只回采煤层而不及时回采煤层间的油页岩,致使油页岩层遭到破坏不利于今后的回采,造成有益矿产的浪费与损失,即使将来回采油页岩,整个生产系统将必须重新布置,并且与现行煤炭生产系统将会发生严重干扰,投资成本、安全风险及管理难度将大大增加,回采工艺也极其复杂。因此,提出了本项目的研究工作。本文针对黑龙江依兰第三矿井煤与油页岩共生互层的状况,应用理论分析、flac3D数值模拟、相似材料模拟分析及进行工业试验等手段,对煤与油页岩联合开采的可行性进行了研究,探讨了煤与油页岩联合开采的方法,对顶煤(油页岩)的冒放性进行了评估,同时也对放顶煤开采的合理工作面长度、采放比、放煤步距等参数进行了研究;此外,从工作面至地面运输系统的设计及回采工艺要求角度,解决因保证煤与油页岩各自的品相所采取联采分装分运的技术难题,实现利用一套生产设备及系统,将伴生资源油页岩和煤炭两种能源同时有效回收。本研究不仅可以促进伴生油页岩的煤矿对油页岩的开采,提高资源利用率,减少单独回采油页岩的生产成本,而且还可以增加矿井储量,延长矿井的服务年限,具有极大的经济价值和社会价值。同时,伴生资源油页岩的开采利用,接替部分常规油气,可以缓解我国能源压力。
宋万新[4](2012)在《含瓦斯风流对煤自燃氧化特性影响的理论及应用研究》文中研究说明矿井瓦斯和煤层自燃是严重威胁煤矿井下安全生产的两大主要灾害,当矿井瓦斯和煤层自燃同时存在时,对于矿井的生产和人员的安全则构成了双重威胁。在近距离高瓦斯煤层群开采中,“一面四巷”(包括“U+I+高抽巷”和“U+L+高抽巷”)的采煤工作面巷道布置方式,是目前治理工作面瓦斯超限最有效的方法之一,但对于高瓦斯易自燃煤层来说,随着工作面的推进,采空区上覆岩层形成了许多横向及纵向的裂隙,致使高抽巷、裂隙带裂隙与采空区空隙构成了一个气体运移的连通体,在高抽巷抽放负压的抽吸作用下,在采空区形成较大的漏风强度,使采空区遗煤供氧充分,增加了采空区遗煤自然发火的危险性。同时遗煤自燃又可能成为瓦斯燃烧和爆炸的引火源,逐渐演化为矿井生产的重大危险源。由此看来,预防高瓦斯采空区的遗煤自燃,避免火灾事故的发生,具有重要而现实的意义。针对高瓦斯采空区的实际情况,本文开展了以下四个方面的研究:(1)含瓦斯风流条件下煤自燃特性的实验研究针对高瓦斯采空区漏风流中不仅含有O2、N2,而且包括一定浓度CH4的实际情况,自制了含瓦斯风流条件下煤的低温氧化实验系统,开展了无甲烷、不同氧气浓度条件下及氧浓度相同、不同甲烷浓度条件下的低温氧化实验,优选了煤自燃早期预报的标志性气体,分析了氧化产物的生成规律。氧化产物的生成随氧浓度的降低或甲烷浓度的升高总体呈现“滞后效应”:氧化产物生成的初始温度滞后;相同温度时氧化产物的生成量减小。(2)立体抽采条件下高抽巷负压对高瓦斯采空区煤自燃影响的数值模拟研究采用Fluent流体模拟软件,在不同的高抽巷负压条件下,对采空区的漏风流场及瓦斯浓度场进行了分析研究,考察了高抽巷负压对工作面、回风巷、瓦斯尾巷中的瓦斯浓度的影响规律,并在满足工作面、回风巷、尾巷中瓦斯浓度不超限的基础上,揭示了高抽巷负压对采空区自燃“三带”的影响规律,得到了高抽巷负压和自燃带宽度之间的拟合方程,从而得出了高抽巷负压的最佳范围以预防采空区煤自燃事故的发生。(3)基于氧气体积分数的高瓦斯采空区自燃“三带”的划分用氧气体积分数法划分低瓦斯采空区自燃“三带”是目前在工程实践中应用最为广泛、也是最有效的方法。但是该方法没有考虑采空区的瓦斯体积分数的影响,在高瓦斯采空区的应用就受到了局限。运用化学动力学原理,通过理论推导,提出了基于氧气体积分数的高瓦斯采空区自燃“三带”的划分标准,并利用该标准对现场的高瓦斯采空区进行了划分。通过对采空区内遗煤温度的观测分析,验证了该划分标准的准确性,为高瓦斯矿井采空区早期自然发火预测及火区治理提供了依据。(4)瓦斯立体抽采条件下高瓦斯采空区煤自燃危险性的预测为了准确预测高瓦斯采空区煤自燃的状况,根据瓦斯立体抽采的特点,以上覆岩层移动规律及裂隙分布规律为基础,分析了高抽巷是监测深部采空区遗煤自然发火的最有效地点,推算出采空区气体在高抽巷中所占的体积分数,结合含瓦斯风流条件下的低温氧化实验结果,确定了采空区遗煤不同的燃烧阶段所对应的CO体积分数和CO指数。
张仕和[5](2012)在《突出矿井采掘接替与通风系统的动态模拟及优化》文中提出针对煤与瓦斯突出矿井中近距离煤层群联合开采的特点,在总结和分析国内外已有研究成果的基础上,运用采矿学、矿井通风学、通风网络图论、流体力学、非线性优化理论,以及计算机科学中的软件开发、计算机图形学等学科相关内容,系统研究矿井采掘工程接替理论与矿井通风系统动态仿真及优化调节理论及技术。论文的主要研究内容和取得的主要成果如下:⑴统计分析了综采面本煤层百米钻孔瓦斯抽放量与瓦斯预抽期的指数函数关系,确定出合理的瓦斯预抽时间;以相同班产量下综采面相对瓦斯涌出量的平均值作为当前班产量下的统计样本,得出了班产量与绝对瓦斯涌出量的幂函数关系,确定了瓦斯涌出不均衡系数;获得了不同班进尺下掘进工作面累计进尺与绝对瓦斯涌出量的指数函数关系;提出了基于统计法的瓦斯分源预测修正模型。⑵在矿井采掘接替通用技术规则的基础上,建立了煤与瓦斯突出矿井中近距离煤层群联合开采的采掘工程接替因素指标体系,提出了基于可变模糊理论的采掘工程接替编制方法,设计开发了矿井采掘接替专家系统。⑶建立了矿井独头巷道掘进与接替的状态模型、采煤工作面推进与接替状态模型、巷道注销模型、采掘推进过程中工作面巷道风阻值的变化模型及井下用风地点需风量变化模型,结合矿井通风系统静态模拟,提出了基于采掘推进与接替的矿井通风系统动态仿真理论,开发了矿井通风动态仿真系统。⑷建立了以矿井总通风功耗、调节设施装置地点数目及采空区漏风通道压差最小化为目标函数,以余树弦分支风量、可调节分支阻力调节量为决策变量,巷道风速、用风地点需风量、矿井通风总阻力、巷道阻力调节量不超限作为不等式约束条件,以通风网络回路风压平衡方程、节点风量平衡方程及风机特性曲线方程作为等式约束条件的矿井通风网络优化调节非线性优化模型,提出了微分进化与关键路径法联合求解模型的算法,设计了算法的数据结构和程序。盘江矿区金佳煤矿为煤与瓦斯突出矿井,采用中近距离煤层群联合开采的开采方式,矿井通风系统为多风井分区式。将研究成果在金佳煤矿进行了应用研究,获得了金佳矿采掘工程接替主要影响因素变化规律,编制了金佳矿经济性和安全性最优的采掘工程接替5年计划方案,在此基础上,应用矿井通风系统动态仿真理论,获得了矿井通风系统随采掘接替的近期变化情况,结合控制采空区漏风的通风系统优化调节技术,对提升矿井灾害防治、保障矿井安全生产具有重要的现实意义。
苗磊刚[6](2009)在《高位偏“E”型通风采场瓦斯涌出与运移规律研究》文中提出本文在对已有工作面通风系统模式特点进行综合分析和对现场通风瓦斯参数测定的基础上,针对高瓦斯工作面采空区瓦斯涌出所占比重较大、上隅角瓦斯经常超限的问题,应用空气动力学理论,设计了高瓦斯工作面的“‘U’型通风系统+高位巷”的高位偏“E”型空气动力学系统结构,探讨了该通风系统解决上隅角瓦斯问题的原理。通过现场实测,研究了高瓦斯工作面高位偏“E”型通风采场的瓦斯涌出和运移规律。利用采空区瓦斯浓度场模拟软件,研究了高位偏“E”型通风系统治理上隅角瓦斯的效果,以及高位巷层位、内错风巷距离和高位巷风量对采空区瓦斯治理效果的影响。结果表明:在本文研究参数下,高位瓦斯专用排放巷的使用,与单纯的“U”型通风系统相比,使上隅角的瓦斯浓度由6.5%降到了0.58%;高位偏“E”型通风系统瓦斯治理效果随高位偏“E”巷距煤层顶板的距离的增大而减小,随高位偏“E”巷内错风巷的距离的增大而减小。平煤集团十矿戊10-20160工作面现场应用表明:同条件相似的戊10-20120工作面相比,戊10-20160工作面回采期间上隅角的瓦斯超限次数下降了60%以上,工作面的平均日产量提高了40%。由此可见,高位偏“E”型通风系统的应用,对治理高瓦斯工作面瓦斯超限,保障工作面安全生产,促进综采技术健康发展具有重要意义。同时本文在总结分析传统瓦斯涌出量预测方法的基础上,完善了同煤层邻近区段间瓦斯涌出量预测的新方法—类比法,通过理论分析和实例预测表明,该方法具有预测准确、误差小、容易操作、可靠性高等特点。该方法的提出既丰富了瓦斯涌出量预测理论,又对煤矿瓦斯治理有着重要的指导意义。
王戈[7](2009)在《综采工作面充填开采采空区瓦斯运移研究》文中研究指明在环境与能源问题日益突出的今天,煤炭开采日趋环保化,煤炭绿色开采理念正是在此基础上提出来的。煤矿常规开采方法引起地表沉陷严重;煤矿开采产生的矸石量大,占地污染严重;正在自燃的矸石山,如遇到雨水的渗入,受热后空气急剧膨胀,会引起爆炸,造成更大的危害,必须对煤矸石进行综合治理;把煤矸石、灰渣等废弃物充填到井下,进行充填开采,是解决煤矿常规开采方法引起的地表沉陷,处理和利用煤炭开采产生的各种废弃物行之有效的方法。另外,我国煤矿“三下”压煤量巨大,随着相当一部分矿区的煤炭资源逐渐枯竭,“三下”压煤的开采是很多矿区将要面临的问题,对于压煤现多数矿井采用充填开采。因此,充填开采条件下采空区的瓦斯运移成为了目前面临的一个问题。在国内外,纯粹研究采空区瓦斯运移规律已经有很多成果,但在充填条件下采空区瓦斯运移的研究还很少。在充填开采势在必行的今天,开展充填开采条件下采空区瓦斯运移研究具有很重要的意义。本论文针对充填开采条件下采空区瓦斯运移问题,在查阅国内外大量综采工作面充填开采技术研究文献和采空区瓦斯涌出及运移分布研究文献的基础上,借助岩石力学、流体力学、瓦斯渗流理论、多孔介质渗流理论及相关理论,运用理论分析、物理数学建模分析、计算机仿真技术等手段,研究U型和Y型两种矿井通风系统下充填煤矸石、灰渣和泥沙三种充填物对采空区瓦斯运移的影响,开展了一系列工作:(1)充填开采技术理论分析。充填方法、充填比、充填开采的理论分析。(2)采空区瓦斯运移分布规律理论研究。瓦斯在煤层中流动的基本参数、赋存和运移、瓦斯运移分布规律的理论分析。(3)充填采空区物理及多孔介质渗流力学模型的建立分析。构建了充填采空区三维物理模型,对多孔介质中传质过程分析,得出采空区瓦斯运移的控制方程,并建立了充填采空区瓦斯运移数学模型。(4)利用Gambit建立U型和Y型两种通风系统模型,导入到FLUENT计算流体力学软件对充填煤矸石、灰渣和泥沙三种充填物的采空区瓦斯运移情况进行数值模拟;模拟按孔隙率的分布不同分为两大部分进行,即把整个采空区分为孔隙率均匀分布和孔隙率非均匀分布两种情形,其中在Y型通风系统下模拟了有瓦斯抽放时的采空区瓦斯运移情况。在进行了一系列的理论分析和数值模拟后,得出了以下主要结论:(1)煤矸石、灰渣、泥沙三种充填物对采空区瓦斯运移有一定的影响,不同的充填物对瓦斯运移的影响差别很大。(2)煤矸石粒径大,抗压强度大,受压后空隙率变化小,充填煤矸石有利于减少采空区中深部的瓦斯积聚,而充填灰渣和泥沙时效果不如煤矸石。(3) U型通风系统下,三种充填物的采空区回风巷一侧和上隅角都有不同程度的瓦斯积聚,Y型通风系统较好解决了这些问题。(4) Y型通风系统在有抽放的条件下能很好的解决充填采空区回风巷一侧和上隅角的瓦斯积聚问题。
昌孝存,王继仁,孙波,齐庆杰,洪林[8](2008)在《保护层开采与先抽后采的综采面瓦斯涌出规律》文中研究指明为了掌握在开采保护层与抽放煤层瓦斯前提下的瓦斯涌出规律,对南山煤矿盆底区南翼15号突出危险煤层采煤方法和瓦斯治理研究。结果表明,顶分层平均瓦斯涌出量最大,回采期间应采用了边采边抽增加供风等措施防止瓦斯超限;底分层煤层瓦斯涌出量较顶分层少73%,应采取综采放顶煤开采方式;开采高瓦斯突出煤层时,应采用预抽技术结合顶分层保护层开采技术以消除底分层的突出危险;外延面直接采用综采放顶煤开采方式。通过对突出危险区域的预先长期的瓦斯抽放,可以消除其突出危险性,简化生产系统的布置与施工,降低生产成本;采用放顶煤技术,可以降低巷道掘进工程量,利用有限两条巷道进行整个煤层的开采,经济效益更加显着。
蔡德芳[9](2007)在《浅谈高沼气综采工作面瓦斯综合治理技术》文中研究说明介绍了综采工作面治理瓦斯的经验、综合技术及应该注意的问题。
王德忠,高玉涛[10](2004)在《高沼气综采工作面瓦斯综合治理技术》文中进行了进一步梳理结合兴安煤矿生产实际 ,提出了综采工作面瓦斯治理的具体措施
二、高沼气综采工作面瓦斯综合治理技术(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高沼气综采工作面瓦斯综合治理技术(论文提纲范文)
(1)老空区与外界气体交换规律及瓦斯爆炸防控理论与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 地面大气参数对井下大气和瓦斯涌出的影响研究 |
1.2.2 采空区呼吸现象及防控技术研究 |
1.2.3 采空区瓦斯爆炸防治研究 |
1.2.4 巷道瓦斯扩散规律研究 |
1.2.5 需进一步研究的问题 |
1.3 研究内容及研究方法 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究方法与技术路线 |
2 老空区“呼吸”现象特征研究 |
2.1 老空区“呼吸”现象产生机理 |
2.1.1 影响因素分析 |
2.1.2 产生机制 |
2.1.3 老空区与外界的气体交换 |
2.2 现场测试 |
2.2.1 现场概况 |
2.2.2 现场测试方案 |
2.2.3 现场测试结果与分析 |
2.3 相似模拟实验 |
2.3.1 实验系统及实验方案 |
2.3.2 实验结果与分析 |
2.4 本章小结 |
3 老空区气体浓度变化及爆炸危险性分析 |
3.1 封闭气体浓度变化分析 |
3.1.1 数学模型 |
3.1.2 模型的应用与分析 |
3.2 老空区气体爆炸危险性分析 |
3.2.1 爆炸性危险性评价的基本理论 |
3.2.2 “呼气”状态下老空区气体爆炸危险性分析 |
3.2.3 “吸气”状态下老空区气体爆炸危险性分析 |
3.3 老空区瓦斯释放管路设计 |
3.4 本章小结 |
4 老空区“呼吸”现象防治原理 |
4.1 释放区域瓦斯扩散范围分析 |
4.1.1 数学模型 |
4.1.2 物理模型及网格划分 |
4.1.3 数值模拟结果与分析 |
4.2 瓦斯释放调控思路与准则 |
4.2.1 调控参数与调控思路 |
4.2.2 调控准则 |
4.3 本章小结 |
5 调控系统研制及现场应用 |
5.1 自动调控系统设计原理 |
5.2 自动调控系统的设备研究 |
5.2.1 控制信号传感器选型 |
5.2.2 电动阀门控制设备 |
5.2.3 PLC电路控制系统 |
5.2.4 人机界面组态程序设计 |
5.2.5 释放管道瓦斯监测及抑爆系统 |
5.3 现场应用与调控效果分析 |
5.3.1 自动控制系统运行效果考察 |
5.3.2 瓦斯释放对邻近工作面回风流瓦斯浓度的影响 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(2)Y型通风采空区瓦斯流场数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 采空区瓦斯抽采现状 |
1.2.2 采空区瓦斯流动理论及规律研究现状 |
1.2.3 Y型通风采空区瓦斯数值模拟研究现状 |
1.3 研究内容及思路 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究思路 |
2 采空区裂隙分布特性及基础参数研究 |
2.1 采空区裂隙分布 |
2.1.1 相似模拟试验模型 |
2.1.2 相似模拟试验结果分析 |
2.2 采空区孔隙率及漏风风阻分布 |
2.2.1 采空区孔隙率分布 |
2.2.2 漏风风阻分布 |
2.3 本章小结 |
3 工作面瓦斯来源及其流动条件测试 |
3.1 工作面瓦斯来源及涌出量分析 |
3.1.1 工作面瓦斯来源 |
3.1.2 工作面瓦斯涌出量 |
3.2 采动裂隙区气体流动条件测试 |
3.2.1 工作面二维平面测试 |
3.2.2 工作面三维空间测试 |
3.2.3 采空区沿空留巷充填墙漏风测试 |
3.2.4 Y型通风工作面能位分布测试 |
3.3 本章小结 |
4 Y型通风工作面采空区流场数值模拟 |
4.1 模拟工作面概况及相关基本假设 |
4.1.1 1252(1)工作面概况 |
4.1.2 采空区模拟基本假设 |
4.2 采空区渗流控制方程 |
4.3 Y型通风采空区流场模拟 |
4.3.1 模拟方案 |
4.3.2 基本模型及模拟参数设置 |
4.3.3 无抽采条件下流场模拟 |
4.3.4 切眼埋管瓦斯流场模拟 |
4.3.5 切眼埋管+采空区埋管瓦斯流场模拟 |
4.3.6 切眼埋管+采空区埋管+高位钻孔+高抽巷瓦斯场模拟 |
4.3.7 工作面主副进风巷风量配比模拟研究 |
4.4 本章小结 |
5 Y型通风工作面瓦斯治理现场试验 |
5.1 沿空巷及尾巷埋管抽采 |
5.1.1 布置参数 |
5.1.2 抽采效果 |
5.2 高位钻孔 |
5.2.1 钻孔布置参数 |
5.2.2 抽采效果 |
5.3 高抽巷抽采 |
5.3.1 布置参数 |
5.3.2 抽采效果 |
5.4 地面钻井抽采 |
5.4.1 布置参数 |
5.4.2 抽采效果 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(3)依兰三矿煤与油页岩联合开采关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题研究的目的和意义 |
1.3 国内外的研究现状 |
1.4 研究内容及创新点 |
1.5 本论文的技术路线 |
1.6 本章小结 |
第2章 矿井概况 |
2.1 地理概况 |
2.1.1 交通位置 |
2.1.2 自然地理 |
2.2 矿井资源条件 |
2.2.1 地质特征及构造 |
2.2.2 水文地质 |
2.2.3 可采煤层赋存特征 |
2.2.4 油页岩特性及赋存特征 |
2.2.5 煤与油页岩物理力学测试 |
2.2.6 其他开采技术条件 |
2.3 煤与油页岩赋存特征小结 |
第3章 煤与油页岩联合开采可行性分析 |
3.1 技术分析联合开采可行性 |
3.1.1 煤与油页岩赋存特征及物理力学性质分析 |
3.1.2 数值模拟煤与油页岩回采时垮落状态 |
3.1.3 井下运输条件分析 |
3.2 经济分析联合开采可行性 |
3.2.1 节约成本估算 |
3.2.2 油页岩成本及效益预测 |
3.3 安全分析联合开采可行性 |
3.3.1 影响联合开采安全性的主要因素 |
3.3.2 联合开采瓦斯治理 |
3.3.3 联合开采防灭火技术 |
3.3.4 联合开采煤尘治理技术 |
3.3.5 综放工作面输送机、液压支架防倒、防滑 |
3.3.6 联合开采工作面防治水 |
3.4 本章小结 |
第4章 煤与油页岩联合开采方法研究 |
4.1 煤与油页岩联合开采方法比较 |
4.1.1 分层综采可行性分析 |
4.1.2 大采高综采可行性分析 |
4.1.3 综放开采可行性分析 |
4.2 煤与油页岩联合开采方法确定 |
4.3 中煤层首采综放工作面开采方案 |
4.4 中煤层及其顶板油页岩联合开采方案 |
4.5 下煤层及其顶板油页岩联合开采方案 |
4.6 本章小结 |
第5章 煤与油页岩联合开采关键技术研究 |
5.1 生产运输系统布置 |
5.2 联合开采工艺 |
5.2.1 回采工艺流程 |
5.2.2 采煤机割煤 |
5.2.3 移架工艺 |
5.2.4 推前部输送机 |
5.2.5 放顶煤 |
5.2.6 放油页岩 |
5.2.7 拉后部输送机 |
5.2.8 工作面循环作业图表 |
第6章 综放开采顶煤(油页岩)冒放性分析 |
6.1 综放开采顶煤(油页岩)冒放性影响因素评价 |
6.1.1 煤层强度及油页岩强度对顶煤冒放性的影响 |
6.1.2 煤层赋存深度对顶煤冒放性的影响 |
6.1.3 顶煤节理裂隙对顶煤冒放性的影响 |
6.1.4 煤层(顶煤)夹石对冒放性的影响 |
6.1.5 顶板条件对顶煤冒放性影响 |
6.1.6 采放高度对顶煤冒放性影响 |
6.2 煤与油页岩冒放性数值模拟 |
6.3 煤与油页岩冒放性相似材料模拟试验 |
6.4 煤与油页岩冒放性的现场观测 |
6.5 本章小结 |
第7章 数值模拟矿压显现规律 |
7.1 数值模型建立 |
7.2 围岩应力分布规律 |
第8章 放顶煤(油页岩)开采参数的确定 |
8.1 合理工作面长度的分析 |
8.2 综放工作面推进长度的分析 |
8.3 割煤高度及采放比的确定 |
8.4 放煤步距的确定 |
8.5 工作面产量 |
8.5.1 工作面日推进度 |
8.5.2 工作面日产量 |
8.5.3 工作面日年产量 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
(4)含瓦斯风流对煤自燃氧化特性影响的理论及应用研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
Extended Abstract |
目录 |
图清单 |
表清单 |
1 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外的研究现状 |
1.3 本文的主要研究内容 |
1.4 研究方法及技术路线 |
2 含瓦斯风流条件下煤自燃特性的实验研究 |
2.1 实验装置 |
2.2 实验过程 |
2.3 含瓦斯风流条件下煤自燃氧化产物的生成规律 |
2.4 标志性气体的优选 |
2.5 采空区遗煤自燃氧化程度的判定 |
2.6 本章小结 |
3 高抽巷瓦斯抽采与浮煤自燃的耦合研究 |
3.1 401 综放面概况 |
3.2 采空区“竖三带”的分布 |
3.3 采空区的采动裂隙带 |
3.4 401 综放面采空区相关模拟参数的确定 |
3.5 采空区自燃三带的“划分”标准 |
3.6 数值分析模型的建立 |
3.7 高抽巷负压对风排瓦斯的影响 |
3.8 高抽巷抽采负压对采空区“自燃带”影响的分析 |
3.9 高抽巷最优抽放负压安全范围的确定 |
3.10 高抽巷抽采的一般原则 |
3.11 本章小结 |
4 基于氧浓度的高瓦斯采空区自燃“三带”的划分 |
4.1 低瓦斯采空区自燃“三带”中的氧气浓度变化分析 |
4.2 基于氧浓度的高瓦斯采空区自燃“三带”划分标准的确定 |
4.3 天池煤矿 401 综放面采空区自燃“三带”的划分 |
4.4 采空区温度场的特征 |
4.5 本章小结 |
5 立体抽采条件下高瓦斯采空区煤自燃危险性的预测 |
5.1 401 综放面概况 |
5.2 通过高抽巷气体成分预测采空区自燃危险性的可行性 |
5.3 高抽巷对下部采空区漏风影响范围分析 |
5.4 采空区气体在高抽巷气体中所占的体积分数 |
5.5 采空区遗煤自燃危险性的预测 |
5.7 预测效果 |
5.8 本章小结 |
6 高瓦斯易自燃煤层综放开采综合防灭火技术研究 |
6.1 401 综放面综合防灭火技术体系 |
6.2 自然发火预测预报 |
6.3 采空区漏风控制 |
6.4 注氮防火技术 |
6.5 针对性防灭火技术 |
6.6 本章小结 |
7 全文总结 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(5)突出矿井采掘接替与通风系统的动态模拟及优化(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
Extended Abstract |
目录 |
图清单 |
表清单 |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究的背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 论文研究的关键技术路线 |
1.5 本章小结 |
2 煤与瓦斯突出矿井采掘工程接替主要影响因素分析 |
2.1 应用矿井基本概况 |
2.2 采煤工作面瓦斯预抽期计算 |
2.3 综采面瓦斯涌出量分源修正预测研究 |
2.4 采掘工作面推进速度变化规律研究 |
2.5 本章小结 |
3 煤与瓦斯突出矿井采掘接替计划编制技术及程序设计 |
3.1 矿井采掘工程接替总方针 |
3.2 矿井采煤工作面接替专家系统设计 |
3.3 矿井掘进工作面接替专家系统设计 |
3.4 采掘工程接替计划合理性检验 |
3.5 煤与瓦斯突出矿井煤层群联合开采接替研究 |
3.6 金佳煤矿采掘工程接替应用分析 |
3.7 本章小结 |
4 基于采掘推进与接替的矿井通风系统动态仿真 |
4.1 矿井通风系统静态仿真模拟 |
4.2 矿井通风系统动态仿真模型 |
4.3 初始数据 |
4.4 仿真模拟算法 |
4.5 金佳煤矿分区式通风系统动态仿真模拟 |
4.6 本章小结 |
5 控制采空区漏风的通风系统优化调节技术研究 |
5.1 含采空区间漏风的矿井通风网络优化调节模型 |
5.2 微分进化算法基本原理 |
5.3 通风系统优化调节模型求解及程序设计 |
5.4 金佳煤矿通风网络优化调节分析 |
5.5 本章小结 |
6 结论 |
6.1 主要研究结论 |
6.2 论文创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(6)高位偏“E”型通风采场瓦斯涌出与运移规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 选题的背景及意义 |
1.1.1 通风方法治理综采工作面高瓦斯的研究现状 |
1.1.2 课题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 采场气体流动理论研究综述 |
1.2.2 采空区流场及瓦斯运移数值模拟研究状况 |
1.2.3 采场流场及瓦斯运移模拟研究综述 |
1.2.4 工作面瓦斯涌出特征及其涌出量预测方法研究状况 |
1.3 本文的研究方法与主要研究内容 |
2 高位偏“E”型通风系统分析与研究 |
2.1 采场通风系统的基本要求 |
2.2 采场通风系统的分类及现有模式分析 |
2.3 高位偏“E”型通风系统构成 |
2.3.1 高位偏“E”型通风系统的提出 |
2.3.2 高位偏“E”型通风系统的构成 |
2.3.3 高位偏“E”型通风系统解决瓦斯问题的原理分析 |
2.4 高位偏“E”型系统安全性分析 |
2.5 本章小结 |
3 偏“E”型通风系统瓦斯涌出量预测研究 |
3.1 综采工作面瓦斯涌出特征及规律 |
3.1.1 高瓦斯工作面瓦斯来源 |
3.1.2 采空区瓦斯涌出规律 |
3.1.3 煤壁瓦斯涌出规律 |
3.1.4 采落煤块的瓦斯涌出规律 |
3.1.5 采场瓦斯涌出影响因素分析 |
3.2 偏“E”型通风采场瓦斯浓度分布规律现场测试研究 |
3.2.1 试验工作面概况 |
3.2.2 试验研究的目的 |
3.2.3. 试验方案及结果分析 |
3.3 传统工作面瓦斯涌出量预测方法 |
3.3.1 分源预测法 |
3.3.2 比例系数预测法 |
3.3.3 传统瓦斯涌出量预测技术的应用效果 |
3.4 类比法预测高瓦斯工作面瓦斯涌出量 |
3.4.1 类比法的提出 |
3.4.2 类比法适用条件 |
3.4.3 预测理论及方法 |
3.4.4 应用实例 |
3.4.5 瓦斯涌出量预测误差原因分析 |
3.5 本章小结 |
4 采空区气体流动数学模型 |
4.1 采空区气体流态 |
4.2 采空区瓦斯运移形式 |
4.3 采空区混合气体流动基本方程 |
4.3.1 普遍守恒原理 |
4.3.2 采空区混合气体非线性渗流的连续性方程 |
4.3.3 采空区混合气体的运动方程 |
4.3.4 采空区混合气体的组分输运方程 |
4.3.5 采空区混合气体状态方程 |
4.4 采场瓦斯运移控制微分方程组 |
5 高位偏“E”型采场通风系统采空区瓦斯运移数值模拟 |
5.1 研究对象基本条件 |
5.2 采空区孔隙率及其漏风风阻 |
5.2.1 孔隙率分布 |
5.2.2 采空区漏风风阻 |
5.3 模型的建立 |
5.3.1 几何模型的建立 |
5.3.2 数学模型 |
5.4 模拟程序 |
5.5 模拟方案 |
5.6 模拟结果及分析 |
5.7 本章小结 |
6 高位偏“E”型通风系统现场应用效果检验 |
6.1 试验工作面概况 |
6.2 戊_(10)-20160 高位巷偏“E”型通风系统设计及考察方法 |
6.2.1 戊_(10)-20160 采面高位偏“E”型通风系统设计 |
6.2.2 戊_(10)-20160 高位偏“E”型通风效果考察方案 |
6.3 高位偏“E”型通风系统研究试验 |
6.3.1 高位偏“E”型通风工作面阻力测定 |
6.3.2 戊_(10)-20120 工作面概况 |
6.3.3 高位偏“E”型通风瓦斯排放效果分析 |
6.4 技术分析与评价 |
6.5 高位偏“E”型通风安全技术措施 |
6.5.1 高位偏“E”型排放巷使用安全措施 |
6.5.2 通风管理措施 |
6.5.3 防灭火措施 |
6.5.4 防治瓦斯 |
6.5.5 工作面上隅角瓦斯管理 |
6.5.6 防治煤与瓦斯突出 |
6.5.7 综合防尘措施 |
6.6 本章小节 |
7 结论 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(7)综采工作面充填开采采空区瓦斯运移研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.1.1 我国能源结构和煤炭开采现状 |
1.1.2 煤矿开采对环境的影响 |
1.1.3 充填开采采空区瓦斯运移研究的目的及意义 |
1.2 国内外综采工作面充填开采采空区瓦斯运移规律研究现状 |
1.2.1 瓦斯运移规律研究现状 |
1.2.2 采空区瓦斯运移实验研究现状 |
1.2.3 工作面充填开采采空区瓦斯运移规律研究现状 |
1.3 主要研究内容和研究方法 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 主要研究方法 |
第二章 综采工作面充填技术研究分析 |
2.1 充填方法概述 |
2.2 充填技术分析 |
2.2.1 充填比的确定 |
2.2.2 充填开采的力学分析 |
2.2.3 采场矿压与地表沉陷规律 |
2.3 本章小结 |
第三章 采空区瓦斯涌出及运移分布规律 |
3.1 瓦斯在煤层中流动的基本参数 |
3.1.1 煤层瓦斯压力 |
3.1.2 煤层透气性系数 |
3.2 瓦斯的赋存和运移 |
3.2.1 瓦斯的赋存 |
3.2.2 煤层瓦斯的运移 |
3.2.3 线性瓦斯渗流 |
3.3 采空区的瓦斯运移分布规律 |
3.3.1 本煤层采空区的瓦斯运移分布规律 |
3.3.2 邻近层瓦斯涌入采空区的瓦斯运移分布规律 |
3.4 本章小结 |
第四章 充填采空区物理及多孔介质渗流力学模型的建立 |
4.1 采空区物理模型的建立 |
4.2 采空区多孔介质渗透性分析 |
4.2.1 采空区的多孔介质特性 |
4.2.2 采空区的渗透系数 |
4.3 采空区充填物的多孔介质建模条件 |
4.4 采空区控制微分方程及其理论意义 |
4.4.1 控制微分方程的理论意义 |
4.4.2 充填采空区内部控制微分方程的建立 |
4.5 充填采空区瓦斯运移数学模型的建立 |
4.6 本章小结 |
第五章 充填采空区瓦斯运移数值模拟 |
5.1 FLUENT软件简介 |
5.2 充填采空区多孔介质模型参数的设置及处理 |
5.2.1 多孔介质模型参数的定义 |
5.2.2 FLUENT软件的多孔介质建模处理 |
5.3 FLUENT用户自定义函数UDF简介 |
5.4 充填采空区瓦斯运移模拟的意义及目的 |
5.4.1 充填采空区瓦斯运移场模拟的意义 |
5.4.2 充填采空区瓦斯运移场模拟的目的 |
5.4.3 叠加原理思路 |
5.4.4 充填采空区模拟思路 |
5.5 充填采空区U型通风系统GAMBIT建模及模拟常量的取值 |
5.6 充填采空区U型通风系统瓦斯运移模拟 |
5.6.1 采空区孔隙率均匀分布时瓦斯运移模拟 |
5.6.2 采空区孔隙率非均匀分布时瓦斯运移模拟 |
5.7 充填采空区Y型通风系统GAMBIT建模及模拟常量的取值 |
5.8 Y型通风系统瓦斯运移模拟 |
5.8.1 Y型通风系统采空区孔隙率均匀分布时瓦斯运移模拟 |
5.8.2 Y型通风系统采空区孔隙率非均匀分布且时瓦斯运移模拟 |
5.8.3 Y型通风系统采空区孔隙率均匀分布且有抽放时瓦斯运移模拟 |
5.8.4 Y型通风系统采空区孔隙率非均匀分布且有抽放时瓦斯运移模拟 |
5.9 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A:攻读硕士学位期间的主要成果 |
附录B:U型通风系统下充填采空区孔隙率非均匀分布瓦斯运移模拟UDF程序 |
附录C:Y型通风系统下充填采空区孔隙率非均匀分布时瓦斯运移模拟UDF程序 |
(8)保护层开采与先抽后采的综采面瓦斯涌出规律(论文提纲范文)
1 概 述 |
2 开采技术方案 |
3 回采期间瓦斯涌出情况分析 |
3.1 顶分层回采期间瓦斯涌出 |
3.2 底分层回采期间瓦斯涌出 |
3.3 外延工作面回采期间瓦斯涌出 |
3.4 综合分析 |
4 结 论 |
(9)浅谈高沼气综采工作面瓦斯综合治理技术(论文提纲范文)
1 矿井概况 |
2 三水平南十八层、二十一层二区概况 |
3 瓦斯治理 |
3.1 掘送排瓦斯尾巷。 |
3.2 瓦斯抽放。 |
3.3 全矿井调风。 |
3.4 综采工作面限产。 |
4 分析兴安矿综采一队瓦斯治理工作 |
4.1 瓦斯预测与实际相差较大。预测二十一 |
4.2 矿井阻力分布掌握不准, 高沼气工作面通风系统阻力大。 |
4.3 瓦斯尾巷作用的发挥。 |
4.4 瓦斯抽放的作用。 |
5 高沼气综采工作面瓦斯治理技术手段 |
5.1 预测瓦斯涌出量详细准确, 为采区设计 |
5.2 开采解放层。 |
5.3 瓦斯抽放。 |
5.4 瓦斯尾巷。 |
5.5 合理的通风设计。 |
四、高沼气综采工作面瓦斯综合治理技术(论文参考文献)
- [1]老空区与外界气体交换规律及瓦斯爆炸防控理论与应用[D]. 彭斌. 中国矿业大学(北京), 2019(10)
- [2]Y型通风采空区瓦斯流场数值模拟研究[D]. 郁亚楠. 安徽理工大学, 2014(03)
- [3]依兰三矿煤与油页岩联合开采关键技术研究[D]. 胡成军. 河北工程大学, 2014(03)
- [4]含瓦斯风流对煤自燃氧化特性影响的理论及应用研究[D]. 宋万新. 中国矿业大学, 2012(05)
- [5]突出矿井采掘接替与通风系统的动态模拟及优化[D]. 张仕和. 中国矿业大学, 2012(10)
- [6]高位偏“E”型通风采场瓦斯涌出与运移规律研究[D]. 苗磊刚. 安徽理工大学, 2009(06)
- [7]综采工作面充填开采采空区瓦斯运移研究[D]. 王戈. 湖南科技大学, 2009(06)
- [8]保护层开采与先抽后采的综采面瓦斯涌出规律[J]. 昌孝存,王继仁,孙波,齐庆杰,洪林. 煤炭科学技术, 2008(01)
- [9]浅谈高沼气综采工作面瓦斯综合治理技术[J]. 蔡德芳. 黑龙江科技信息, 2007(09)
- [10]高沼气综采工作面瓦斯综合治理技术[J]. 王德忠,高玉涛. 煤炭技术, 2004(01)