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隧道开挖中瓦斯渗流数值模拟及灾害防治研究
| 论文题名： | 隧道开挖中瓦斯渗流数值模拟及灾害防治研究 |
| 关键词： | 煤矿开采;隧道开挖;瓦斯渗流;数值模拟;灾害防治 |
| 摘要： | 隧道瓦斯灾害为隧道的建设施工带来了极大的危险性，造成了极大的生命财产损失和恶劣的社会影响。隧道瓦斯灾害的发生多是由于开挖活动引起煤岩裂隙结构发生改变，煤岩内的瓦斯气体向外释放而引起的，因此，研究隧道开挖过程中的瓦斯渗流规律对隧道瓦斯灾害的防治，具有重要的理论意义和工程应用价值。本文根据含瓦斯煤岩的孔裂隙结构特征及瓦斯扩散与流动相关理论，构建了煤岩应力场和瓦斯渗流场的气固耦合模型，利用多物理场耦合分析软件对隧道开挖过程中煤层的瓦斯渗流进行了模拟分析，并结合现有研究和工程经验，提出了隧道瓦斯灾害防治措施，主要研究成果如下: (1)通过对含瓦斯煤岩的应力分析和瓦斯流动理论分析，建立了煤岩瓦斯气固耦合模型。 (2)利用多物理场耦合分析软件建立模型，并对隧道开挖过程中的煤岩瓦斯渗流进行模拟，获得了开挖过程中瓦斯压力、瓦斯含量和瓦斯流速的变化规律。通过改变边界条件和初始瓦斯压力，模拟了隧道埋深和初始瓦斯压力对瓦斯渗流的影响，并通过模拟不同揭煤长度时的瓦斯渗流规律，分析了揭煤长度对煤层中瓦斯渗流的影响。 (3)通过分析影响瓦斯灾害发生的几个因素和工程实际情况，结合模拟分析结果，提出了隧道瓦斯灾害防治的施工处治措施和工程结构处治措施。 |
| 作者： | 崔朋波 |
| 专业： | 矿业工程 |
| 导师： | 刘敦文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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