煤層瓦斯的賦存和流動(dòng)是一個(gè)復(fù)雜的問題。由于實(shí)際煤礦開采中煤體所處物理環(huán)境的復(fù)雜性，很難詳細(xì)分析瓦斯在其中的流動(dòng)狀態(tài)。本文以實(shí)驗(yàn)所測(cè)煤體參數(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)工作面前方煤體瓦斯?jié)B流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，探討了在瓦斯壓力和采動(dòng)應(yīng)力的影響下，瓦斯?jié)B流場(chǎng)在煤體的分布特點(diǎn)，以及瓦斯壓力和采動(dòng)應(yīng)力對(duì)滲流特性的作用特點(diǎn)。 運(yùn)用ANSYS有限元軟件對(duì)煤層進(jìn)行了滲流場(chǎng)和采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬。通過推導(dǎo)瓦斯?jié)B流控制方程，對(duì)瓦斯?jié)B流理論與熱傳導(dǎo)理論進(jìn)行比較，確定ANSYS熱分析功能對(duì)瓦斯?jié)B流進(jìn)行模擬分析的可行性，以及相關(guān)參數(shù)邊界的轉(zhuǎn)換方式，并對(duì)滲透率分別在瓦斯壓力和采動(dòng)應(yīng)力的單因素影響下的瓦斯?jié)B流，進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。將煤樣的瓦斯壓力—滲透率對(duì)應(yīng)關(guān)系通過參數(shù)非線性定義的功能，代入模型進(jìn)行模擬分析，得出瓦斯壓力影響下的滲流場(chǎng)，同時(shí)對(duì)比無影響的瓦斯?jié)B流場(chǎng)，得出瓦斯壓力對(duì)滲流過程的影響特點(diǎn)；模擬回采區(qū)域煤巖采動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)，根據(jù)煤體膨脹率和有效應(yīng)力—滲透率關(guān)系，分析采動(dòng)煤層的滲透率分布，并以此為模擬參數(shù)進(jìn)行煤體的滲流模擬。 模擬結(jié)果顯示，瓦斯壓力和采動(dòng)應(yīng)力對(duì)瓦斯?jié)B流都有促進(jìn)作用，可降低工作面煤壁附近煤體的瓦斯...

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1工作面前方瓦斯壓力、透氣系數(shù)、煤體應(yīng)力示意圖

1—卸壓區(qū)2—集中應(yīng)力區(qū)3—常壓區(qū)圖1.1工作面前方瓦斯壓力、透氣系數(shù)、煤體應(yīng)力示意圖.1Schemeofgaspressure,breathablecoefficient,coalbodystressinthefrontofworkin前，瓦....

圖1.2研究技術(shù)路線

圖1.2研究技術(shù)路線Fig.1.2Researchtechnologyroute

圖2.1直角坐標(biāo)控制體元

固定在空間上的一個(gè)確定的、形狀任意的三維封閉體積作為始終保持不變�？刂企w單元大小任意，可以非常小，或者有體的形狀也不會(huì)影響計(jì)算所得的方程。對(duì)于確定了的控制體外流體的注入或滲失等情形，在給定時(shí)間段內(nèi)質(zhì)量守恒定律示：?jiǎn)卧黧w質(zhì)量—流出單元流體質(zhì)量=單元內(nèi)流體質(zhì)量增量。

圖3.1壁式采煤法示意圖

熱傳導(dǎo)瓦斯?jié)B流場(chǎng)溫度T瓦斯壓力PMPa熱通量dndTqKr=滲流速度xPvK=m/s熱梯度dndT壓力梯度xPMPa/m3.4滲流算例3.4.1有限元模型建立隨著采煤機(jī)械化程度不斷提高以及大型采煤機(jī)的應(yīng)用，確定了以壁式采煤為主，兼容其他采煤方式的煤炭....

本文編號(hào)：4003122