《頂板垮落對回風巷環(huán)境瓦斯運移及爆炸影響的研究》主要論述了頂板垮落對采空區(qū)回風巷側瓦斯運移規(guī)律的影響,揭示了不同來壓步距、不同頂板垮落形式影響瓦斯運移跡線及劇烈程度的規(guī)律,并結合瓦斯爆炸的機理,指出了頂板垮落對瓦斯爆炸的影響因素。《頂板垮落對回風巷環(huán)境瓦斯運移及爆炸影響的研究》可供從事礦山安全設計以及相關領域的工程技術人員參考。
瓦斯爆炸是常見的礦井災害事故,破壞性巨大,給煤礦正常生產(chǎn)帶來非常大的麻煩。礦山安全專業(yè)的不少專家學者對瓦斯爆炸進行了深入研究,但是因其反應機理十分復雜,采空區(qū)瓦斯爆炸事故尚未得到徹底根除,特別是在來壓過程中,瓦斯的運移和爆炸規(guī)律還有待進一步研究。本書分析了項板垮落機理、瓦斯爆炸機理、采空區(qū)三帶及火源影響因素后,著重從周期性垮落頂板對采空區(qū)瓦斯運移影響的角度出發(fā),采用實驗室相似模擬和計算機數(shù)值模擬的方法,針對不同周期來壓步距和不同頂板垮落方式的現(xiàn)場情況,在實驗模型中對采空區(qū)三帶頂板垮落瓦斯運移規(guī)律進行了反復實驗,得出了一些相關結論,為回風巷側采空區(qū)瓦斯的治理提供了實驗和理論依據(jù)。通過對實驗現(xiàn)象及數(shù)據(jù)的分析,掌握了不同垮落形式、不同垮落步距條件下的頂板垮落對回風巷側采空區(qū)環(huán)境中瓦斯運移影響規(guī)律后,可以有針對性地制定頂板來壓時,回風巷側采空區(qū)瓦斯的治理風量、風速及其他相關的綜合治理措施。這對于防止瓦斯礦井開采來壓過程中瓦斯?jié)舛鹊某藜巴咚贡ㄊ鹿,有重要的指導意義和實用價值。本書在編寫過程中,得到了濱州學院李甲亮教授和河北工程大學崔景昆、楊永辰教授的指導,并由濱州學院提供了出版資助,在此表示衷心的感謝!鑒于作者水平有限,書中不當之處,誠請讀者批評指正。作者
2017年9月
1 緒論
1.1 課題研究的背景
1.2 國內外的研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究狀況
1.2.2 國內研究狀況
1.3 課題的研究內容和方法
1.3.1 研究的主要內容
1.3.2 研究方法
1.4 技術路線
1.5 研究的意義
1.6 研究目標
1.7 可行性分析
1.8 本章小結
2 頂板垮落和瓦斯爆炸機理的簡要分析
2.1 頂板垮落機理
2.1.1 采場覆巖運動的基本特征
2.1.2 采場覆巖結構及力學性質分析
2.1.3 頂板垮落對瓦斯流場的影響
2.2 瓦斯爆炸反應方程式
2.3 瓦斯爆炸產(chǎn)生的能量
2.4 瓦斯爆炸所需要的條件
2.5 本章小結
3 采空區(qū)三帶的劃分和煤炭自燃形成火源的機理研究
3.1 采空區(qū)自燃“三帶”分布和煤炭自燃的位置
3.2 采空區(qū)自燃影響因素
3.2.1 采空區(qū)“三帶”分布規(guī)律分析
3.2.2 煤炭自燃是瓦斯爆炸的火源
3.2.3 煤炭自燃的過程
3.3 頂板垮落影響下,瓦斯的涌動與火源點的關系
3.3.1 向工作面方向的瓦斯
3.3.2 向采空區(qū)方向的瓦斯
3.4 本章小結
I頂板垮落對回風巷側三帶瓦斯影響的實驗室相似模擬
4.1 實驗室相似模擬的介紹
4.1.1 相似實驗要遵循的三個相似規(guī)律
4.1.2 本實驗要采用的模擬相似比的情況介紹
4.2 相似模擬實驗的設計
4.2.1 實驗的目的
4.2.2 實驗的手段
4.3 實驗的展開及原始數(shù)據(jù)的記錄
4.3.1 實驗準備
4.3.2 實驗數(shù)據(jù)的記錄
4.4 小結
4.4.1 在窒息區(qū)范圍內比較
4.4.2 弱滲流區(qū)
4.4.3 強滲流帶內
4.5 瓦斯運移過程中濃度變化及與火點相遇的情況
4.5.1 在窒息帶內
4.5.2 弱滲流帶
4.5.3 在強滲流帶內
4.6 本章小結
5.1.2 用FLUENT程序求解問題的步驟
5.2 現(xiàn)場地質條件的數(shù)值模擬參數(shù)設計說明
5.2.1 采空區(qū)模型及網(wǎng)格劃分
5.2.2 瓦斯流動的FLUENT數(shù)學模型
5.2.3 動網(wǎng)格設置
5.3 模擬過程及結果
5.3.1 10m垮落步距瓦斯流場數(shù)值模擬
5.3.2 15m垮落步距瓦斯流場數(shù)值模擬
5.3.3 20m垮落步距瓦斯流場數(shù)值模擬
5.3.4 25m垮落步距瓦斯流場數(shù)值模擬
5.4 本章小結
6 結論
參考文獻