煤层含水监测及含水分布规律研究

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1、硕士学位论文煤层含水监测及含水分布规律研究CoalMoistureMonitoringandStudyonCoalMoistureDistribution作者：李兰霞导师：唐守锋教授中国矿业大学二〇一五年四月中图分类号学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文煤层含水监测及含水分布规律研究CoalMoistureMonitoringandStudyonCoalMoistureDistribution作者李兰霞导师唐守锋申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业控制科学与工程研究方向检测技术与自动化装置答辩委员会主席李明评阅人二○一五

2、年四月论文审阅认定书研究生李兰霞在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文，经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢光阴似箭，时光如梭，眨眼间，三年的研究生生活即将结束，回顾三年的求学历程，对于那些引导我、帮助我和鼓励我的人心里充满了感激。我要感谢我的导师唐守锋教授。在三年的时间里，唐老师在生活、学习和工作等许多方面都给我很多有益的指导和建议，引导我在科研工作中不断的思考并取得进步

3、，在工作生活方面，唐老师的教诲使我终身受益。从论文开始的选题，搜集材料到最后的完成一直离不开唐老师不断的督促及悉心的指导。在此论文完成之时，谨向尊敬的唐老师致以衷心的感谢！我要感谢童敏明教授。童老师在论文选题、材料搜索和论文写作等方面给予我很多指导和建议，使我在科研思路拓展方面受到很大的启发，科研能力上取得了较大进步。童老师渊博的知识和严谨的治学态度使我收益匪浅。在此论文完成之际，谨向尊敬的童老师表示衷心的感谢！我要感谢实验室的老师和同学在论文写作和生活中给予我宝贵的建议和无私的帮助，在此感谢董海波老师，感谢梁良师兄、李猛师兄，感谢蒋昌龙、汪博

4、、李高军、郑冰环、杜雨馨、吕广军和胡宗滔！我要感谢宿舍的舍友们的关心和帮助！我要感谢我的父母，他们一直给予我默默的支持和鼓励，是我最坚强的后盾！由于水平和时间有限，论文难免有不当和不足之处，诚挚恳请各位专家教授予以批评、指正。感谢每一位评委老师百忙之中评阅论文，提出宝贵意见!摘要突水过程的前兆既表现在岩体应力和渗透性的变化，也包括水压不断的升高[1]以及涌水量的增大。煤矿工作面的煤层含水量是煤矿突水预测、预报中的关键监测参量。本文论述了突水理论的发展现状和常见的煤矿水类型，阐述了趋势面分析的方法，设计了煤层含水分布监测系统，并完成了煤层含水量数

5、据的采集，首次引入趋势面分析方法对煤层中含水量分布进行拟合，利用得到的煤层含水分布的可视化三维图形可以推测突水区域和水源位置。因此基于趋势面的煤层含水分布分析对预防矿井突水事故的发生具有一定的指导价值。鉴于导水裂隙位置的不同会对煤层含水分布产生不同的影响，本文通过在模拟实验中改变注水位置来对其进行模拟，通过对采集数据的处理与分析得出：煤层中的水从水源处向周围均匀渗透，渗透的水量随着与水源距离的增大而减少；工作面四周渗水的可能性随着水源位置与工作面边缘距离的减小而增大。为进一步验证趋势面对煤层含水分布规律拟合的正确性，从渗流基本理论出发，选用渗流

6、有限元数值模拟软件CFX，釆用其多孔介质模型，对煤层的渗流场进行求解分析，从渗流机理角度得出煤层含水分布的规律，并对煤层水头压力作用于不同位置的导水裂隙时煤层含水分布情况进行分析，验证了采用趋势面法对煤层含水量进行分析的适用性。该论文有图35幅，表11个，参考文献53篇。关键词：突水；趋势面；含水分布；渗流IAbstractPrecursorsofwaterinrushprocessincludechangesinrockmassstressandpermeability,aswellasmoreandmoreincreasingwaterpr

7、essureandwaterinflow.Coalmoisturecontentincoalworkingsurfaceisanimportantmonitoringparametertomonitorandforecastwaterinrush.Currentdevelopmentofwaterinrushtheoryandcommontypesofminewaterarediscussedandtrendsurfaceanalysismethodisdescribed.Dataofcoalmoisturecontentcanbemeasur

8、edwiththedesignedcoalmoisturedistributionmonitoringsystem.Visualizationofth