大佛寺矿走向高抽巷瓦斯抽采参数优化研究

发布时间：2019-08-05 18:40

【摘要】：瓦斯灾害一直是困扰我国煤矿安全生产的最重要因素之一。深入开展以瓦斯防治为重点的专项整治，加大瓦斯抽采的力度，是我国目前煤矿瓦斯防治工作中长期有效的手段之一。针对采空区瓦斯影响采煤工作面安全状况的问题，就其抽采方法而言，高抽巷具有抽采时间长，抽采影响半径较大，抽采效果显著等优点，因此，系统研究并优化高抽巷抽采采空区瓦斯的配置参数，能够最大限度地提升高抽巷的瓦斯抽采效率。 本文在全面分析上覆岩层活动规律、工作面压力分布、高抽巷垮落形态和工作面通风子系统等对采空区漏风流场影响的基础上，采用数值模拟的方法，应用计算流体力学软件Fluent模拟研究了采空区瓦斯浓度场分布规律及其运移规律。本文以陕西彬长矿业集团大佛寺矿40108综放工作面为研究对象，在结合现场实际情况的条件下，根据上覆岩层活动形成的“三带”和“O”形圈分布特点，研究了高抽巷在不同平距和垂距参数条件下的抽采效果；分析了综放工作面瓦斯涌出量与工作面配风量之间的关系，并研究了进风巷不同风量（风速）和高抽巷不同抽采比参数条件下高抽巷的瓦斯抽采效果；进行了高抽巷垮落步距及垮落特性现场观测研究，并以此为参照依据，研究了高抽巷在不同完整性参数条件下抽采瓦斯流量、瓦斯浓度的变化规律，进而分析了工作面和上隅角的瓦斯安全状况。 本文针对采场流体流场与瓦斯浓度场的复杂性以及采场作业环境的复杂多变等特点，采用FLUENT软件对采空区和工作面的风流流场及瓦斯浓度场进行了数值模拟研究，为高抽巷瓦斯抽采系统的优化提供了有效的方法和手段，对采用高抽巷治理矿井瓦斯灾害具有一定的工程应用价值。
【图文】：

图 2.1 综放面覆岩分带及采空区分区全部垮落法管理采空区情况下，煤层被采出之后，在回采工作面，其上覆岩层与底板岩层的原始应力平衡状态遭到破坏，从而在应力发生重新分布并达到新的平衡的过程中，上覆岩层经过移态，移动、变形和破坏具有明显的分带性。落带。垮落带位于上覆岩层的最下部，与所开采的煤层相毗邻接顶岩层冒落后形成的。破断后的岩块呈不规则垮落，排列也大，，一般可达 1.3～1.5。但经重新压实后，碎胀系数可降到 1.0覆岩性质不同一般为采高的 3～5 倍[47]。的高度主要取决于采高和上覆岩石的碎胀性。设煤层采高为 h(冒落带岩层厚度 l(m)，冒落带高度为 H(m)，则有下列关系： 1 kkhH 裂带，也称为裂隙带。它位于冒落带之上，当岩层破断后，岩松散系数较小，碎胀系数也较小。垮落带与断裂带合成“两带

图 2.2 “O ”形圈分布形态层间的水及游离瓦斯以上下贯通之后的竖向破断裂隙为通道而涌入工竖向破断裂隙称为“导水、导气”裂隙。“导水、导气”裂隙的发育，所以，“导水、导气”裂隙仅在一定的区域内发育。通过研究“导育过程表明，在开采初期，“导气”裂隙从下向上发展的动态过程将断运动的控制作用，“导气”裂隙高度由下向上发展过程是非均速的而突变。当采空区垮落面积发展到一定范围后，“导气”裂隙也以“，并为邻近层卸压瓦斯在回采活动过程中向采空区的运移提供了主要空区煤岩体碎胀特性空区自然堆积区岩体碎胀特性工作面不断向前推进，上覆岩体发生移动、破断及垮落现象，由于岩，同时由于岩块间接触不密实而存在大量的附加空隙，致使破裂后的密实不破坏状态下的岩体体积( V ′)。因此，通过计算覆岩发生冒落破
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TD712.6

【参考文献】

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本文编号：2523274