抽采条件下采空区漏风对上隅角瓦斯积聚特性研究

发布时间：2020-08-04 18:25

【摘要】：采空区上隅角瓦斯浓度是生产工作面正常安全生产的重要指标。针对于我国,大多数矿井生产工作面采用U型通风系统,其通风系统的弊端导致上隅角瓦斯积聚问题一直是困扰着生产安全工作面的重要指标。除了通风系统外,上隅角瓦斯积聚问题由于采空区向工作面的漏风有着直接的关系。由于我国生产工作面为了治理采空区漏风以及上隅角瓦斯超限问题,大多采用了采空区抽采措施。因此,十分有必要对抽采条件采空区漏风对上隅角瓦斯积聚特性的影响性以及机理展开研究。本文以陕西省红矿12409工作面作为研究对象,通过对工作面沿程风量分布情况进行实测得到了该煤矿采空区漏风的主要构成,并通过对该煤矿12409工作面采空区的漏风区域划分以及利用SF6实测分析,以及在无抽采措施时该煤矿12409工作面采空区漏风的流动规律。并通过对该矿12409工作面在高位抽采条件下,不同抽采流量下工作面沿程风量分布情况,漏风强度,抽采数据,工作面回风侧隅角压差进行测定,综合分析并得到了在实际生产中,提高抽采流量会降低工作面回风侧的漏风量,以及降低采空区回风侧的漏风流动范围,从而得到了不同抽采流量下采空区漏风对上隅角瓦斯积聚特性的初步影响性机理。最后,结合理论分析,以及实际监测数据,根据12409工作面的实际情况建立几何模型,利用fluent软件数值模拟分析了不同抽采能力系数,不同工作面配风量下的采空区瓦斯浓度分布情况。得到了采空区回风侧漏风流动范围,抽采瓦斯浓度影响范围,以及上隅角瓦斯浓度变化情况之间的关联性关系,并得到了该煤矿为治理上隅角瓦斯超限问题的最佳抽采流量为150m3/min～21 0m3/min。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD712.6
【图文】：

技术路线图,采空区,工作面,红矿

2）通过对采空区覆岩特征以及漏风路径的分析，并在对 12409 工作面漏基础上，通过利用 SF6气体测定漏风三带的漏风分布情况，得到 12409 工间特征。以及利用现场调研收集到的上隅角瓦斯浓度数据，分析不同漏风瓦斯积聚特性的影响，并以此为后续抽采条件下的 12409 采空区的实测结拟分析提供比较；3）通过对红矿 12409 工作面采用高位钻孔抽采措施条件下，依据对现场以及通风数据的测定，分析不同抽采流量时采空区回风侧漏风范围对上隅性的影响；4）以红矿 12409 工作面实际情况，搭架采空区物理模型，并利用 fluent 抽采能力系数，不同工作面配风量时采空区浓度分布情况以及上隅角瓦斯。并结合实测数据，对不同抽采流量下的采空区瓦斯浓度分布情况，以及测数据进行综合分析，并得出结论。技术路线课题拟采用的技术路线图如下图 1.1：

示意图,采空区漏风,来源,示意图

2 12409 工作面采空区漏风特征→地面.2 采空区漏风来源采空区漏风主要分为外部漏风和内部漏风两类，采空区内外两侧的压差以及进回的风流压差是造成采空区漏风漏风的主要原因。另外采空区漏风量的大小跟压差，有关。此外煤层地质结构的变化以及矿井工程条件的影响也会导致采空区内外产生与之贯通的裂隙，从而形成采空区漏风的风流通道。具体漏风形式如下图 2.1 所示

分布图,风量分布,工作面,风量

测点中宽/m中高/m断面积/m2风速/(m·s-1)风量/(m3·min-1)1 3.9 2.9 11.1 2.1 14292 3.8 2.8 10.4 2.2 13503 3.5 2.8 9.6 2.3 13154 3.9 2.8 10.6 2.0 12965 3.9 2.8 10.8 2.0 12836 4.1 2.8 11.3 1.9 12797 3.8 2.7 10.3 2.1 12868 3.7 2.8 10.3 2.1 13019 3.7 2.9 10.5 2.1 133110 4.1 2.7 10.9 2.1 136811 4.0 2.9 11.4 2.1 1431并根据工作面测点风量实测表绘制工作面漏风分布图如下图 2.4 所示。

【参考文献】