《安全工程毕业设计（论文）惠安煤矿水力压裂煤层渗透技术及数值模拟》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安全工程毕业设计（论文）惠安煤矿水力压裂煤层渗透技术及数值模拟（99页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第- 6 -页2012届本科生毕业论文 本科生毕业论文姓 名： 学 号： 学 院： 应用技术学院 专 业： 安全工程 论文题目： 惠安煤矿水力压裂煤层渗透技术及数值模拟 指导教师： 职 称： 副教授 2012年 6 月 徐州毕业论文任务书学院 应用技术学院 专业年级 安全工程08-1班 学生姓名 XX 任务下达日期： 2012 年 2 月 28 日毕业论文日期： 2012 年 3 月 7 日至 2012 年 6 月 10 日毕业论文题目: 惠安煤矿水力压裂煤层渗透技术及数值模拟毕业论文主要内容和要求：水力压裂是一种常用的煤层卸压增透措施，该技术已经开始在我国大中型煤矿中广泛应用，并取得了良好的
2、效果；通过实施水力压裂增透，使工作面前方压裂增透区域的煤体卸压，大幅度提高煤层透气性，瓦斯得到释放，工作面突出危险性得到有效消除，煤尘、冲击地压危险性有效降低。效果分析主要从两个方面进行，一是在距离压裂钻孔不同位置采取煤样，在实验室对压裂后的煤体进行分析，并与原煤的相应参数进行对比；二是在压裂试验现场获取有关数据（主要是瓦斯方面的），并做数据对比分析；最终，根据实验室和现场的分析结果，确定惠安矿水力压裂效果及其有效半径。院长签字： 指导教师签字：毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及
3、工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字：年 月 日毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基 本正 确有 一般 性错 误有 原则 性错 误没 有回 答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要低渗透性煤
4、层高产高效采煤工作面尽管在采掘前采取了一系列的瓦斯治理措施及降尘措施，但是随着机械化程度的提高，仍然存在着瓦斯超限和粉尘量大的问题。本文在综述国内外煤层注水、水力压裂和水力挤出技术的基础上，阐述了水力压挤技术与上述水力化措施的区别。运用岩石力学、岩石流体力学、瓦斯赋存及流动理论、渗流耦合理论、弹塑性损伤力学和断裂力学等理论知识，对水力压挤过程中煤体的破坏过程和高压水对煤体瓦斯解吸规律的影响进行了研究，阐明了水力压挤防治瓦斯和降尘的机理。在研究影响水力压挤效果的基础和技术参数的基础上，采用数量化理论建立起水力压裂后煤体位移量预测数学模型，并运用正交化试验法得出影响水力压挤效果的参数的主次顺序和最
5、佳组合。依据渗流应力耦合理论，建立起煤体破裂过程中渗流应力损伤耦合模型，借助 F-RFPA2D软件对高压水作用下的煤体致裂及位移过程中应力场、声发射场及位移场的变化情况进行了模拟。在惠安煤矿进行了水力压挤技术试验，验证了水力压挤技术具有显著的挤排瓦斯效果和防尘效果。关键词：水力压裂；关键参数；F-RFPAABSTRACTAlthough there are many gas controls and measures for reductions in low permeability meseam, high production and high efficiency coal face,
6、 there still exsiting problems of gas concentration exceeding limits and greater coal dusts during mechanized production period. Based on reviewing the coal seam water injection,hydraulic fracturing and hydraulic extrusion technique, the paper analyzed the difference between hydraulic pressing and t
7、he above hydraulic measures.Using rock mechanics, rock and fluid mechanics, gas flow and storage in coal seam, seepage coupling, elastic-plastic-damage mechanics, fracture mechanics and other theories, the paper researched coal body failure process of hydraulic pressing as well as the influence of h
8、igh pressure water on gas desorption law, illustrated the mechanics of preventing gas and dust. On the basis of researching the basic parameters and technical parameters which influence the effect of hydraulic pressing, the paper obtained the most important order of technical parameters and the best
9、 parameter combination by adopting quantification theory to establish coal displacement prediction mathematical model and using orthogonal test. On the basis of seepage-stress coupling theory,the paper established seepage-stress-damage coupling model of coal body rupture process, reconstructing rupt
10、ure and displacement process under high water pressure.by means of F-RFPA 2D that can generate stress fields,acoustic emission fields and displacement fields in simulation. Through the hydraulic pressing experiments carried out in Huian coalmine the paper showed the significant effect of gas extrusi
11、on and dust prevention. Keywords：hydraulic pressing, key parameters, F-RFPA2D目 录1 项目概述11.1 项目研究背景11.2 项目研究内容31.3 项目研究目标31.4 项目研究方案与技术路线31.4.1 研究方案31.4.2 技术路线42 水力压裂机理52.1 煤层的地质结构52.2 煤层裂缝的形态62.3 煤层破裂压力82.3.1 破裂压力等效模型82.3.2 破裂强度计算方法92.3.3 煤层裂缝的延伸压力与闭合压力102.4 煤层水力压裂影响因素113 水力压裂数值模拟133.1RFPA2D简介及应用133.
12、1.1RFPA2D简介133.1.2 RFPA应用研究133.2水力压裂三相耦合数值模拟143.2.1单孔注水数值模拟试验143.2.2双孔注水数值模拟实验213.3小结254 水力压裂现场试验264.1 矿井概况264.2水力压裂试验选点274.3 穿层钻孔水力压裂试验284.3.1 25采区压裂试验区域简介284.3.2 21采区压裂试验区域简介284.3.3 穿层钻孔设计294.3.4 穿层钻孔水力压裂现场试验314.4 顺层钻孔水力压裂试验334.4.1 顺层钻孔设计334.4.2 顺层钻孔水力压裂现场试验354.5 小结395 水力压裂效果分析405.1 水力压裂效果分析方案设计40
13、5.2 水力压裂效果实验室实验分析425.2.1 煤体瓦斯解吸速度实验分析425.2.2 煤体坚固性系数实验分析465.2.3 煤体含水率实验分析495.2.4 煤体瓦斯放散初速度实验分析505.2.5 煤层透气性测定与分析525.3 穿层钻孔水力压裂效果现场考察分析535.3.1 25回风下山钻场压裂效果考察535.3.2 21031底抽巷（北段）钻场内压裂效果考察555.4 顺层钻孔水力压裂效果现场考察分析575.4.1 21031抽放巷（北段）顺层孔压裂效果考察585.4.2 21031抽放巷（北段）顺层压裂钻孔效果考察615.4.3 21031下副巷（北段）运10测点以里顺层压裂效果考察6455小结错误！未定义书签。6 结论与建议错误！未定义书签。6.1 结论错误！未定义书签。6.2 建议错误！未定义书签。参考文献错误！未定义书签。翻译部分错误！未定义书签。英文原文错误！未定义书签。中
