大采高综采面采空区瓦斯运移规律研究

发布时间：2017-11-19 15:28

  本文关键词：大采高综采面采空区瓦斯运移规律研究

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【摘要】：大采高综采由于开采高度较一般采煤方法大,相应的,对采空区岩体的破坏程度也要大。在开采煤层时,上覆岩层受到破坏形成大量的穿层和离层裂隙,邻近煤层的瓦斯在压力的作用下通过这些裂隙流入采空区,其中一部分瓦斯又会从采空区涌向工作面,在传统的U型通风方式下,瓦斯往往受漏风的影响在上隅角位置积聚,给煤矿的安全生产带来了严重的影响。本文综合前人所取得的研究成果,分析了受采动影响,采空区及上覆岩层的破坏规律,在此基础上对采空区进行了区域划分,并论述分析了各个区域孔隙率的分布规律,确定了采空区不同区域的参数及边界条件。结合多孔介质的特征,较为详细的分析了瓦斯在煤岩中的流动状态和流动形式,根据瓦斯的扩散、渗透理论建立了瓦斯在采空区运移的数学模型。通过运用FLUENT软件对采空区瓦斯运移进行数值模拟,并结合理论分析,能够更加直观的了解不同的通风方式下瓦斯的分布规律,找出瓦斯在采空区及工作面空间的积聚区域,为工作面瓦斯的防治提供可靠的依据。通过数值模拟,较为详细的分析了瓦斯在采空区内沿垂直方向、工作面倾向及推进方向上的分布规律,通过工作面瓦斯分布的情况得到U型通风方式下瓦斯在上隅角的浓度为5%,给工作面正常生产留下了安全隐患,必须采取相应的治理措施。而采用U+L型通风方式后,虽然增加了一条尾巷,排放了部分瓦斯量,在一定程度上降低了工作面上隅角的瓦斯浓度,但从本质上没有解决问题,在其它因素的影响下,瓦斯浓度仍然容易超限。当工作面采用U+L+走向高抽巷方式时,在裂隙带裂隙发育的区域沿煤层走向方向上布置一条高抽巷道后,通过尾巷和高抽巷道同时对采空区的瓦斯进行排放,有效的降低了上隅角的瓦斯浓度,从本质上解决了传统的U型通风方式下瓦斯浓度超限的问题。当采用U+内错中位抽放巷方式后,通过负压作用于工作面上隅角,使这个区域的瓦斯浓度低于0.8%,轻松的治理了瓦斯问题。与U+L+走向高抽巷方式相比,减少了挖掘巷道的工程量,在一定程度上节约了企业成本。通过对平煤八矿的瓦斯治理效果进行检验,证明在采空区沿煤层走向方向上布置一条内错中位抽放巷道,有效的降低了上隅角瓦斯浓度,为类似条件下工作面瓦斯治理提供了参考依据。
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD712

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 李宗翔;回采采空区上隅角瓦斯抽放的数值模拟与参数确定[J];矿业安全与环保;2002年01期

2 周世宁;孙辑正;;煤层瓦斯流动理论及其应用[J];煤炭学报;1965年01期

3 周世宁;试论抽排开采煤层本层煤体中瓦斯的途径[J];北京矿业学院学报;1959年03期

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本文编号：1204024