瓦斯抽采下沿空留巷工作面采空区漏风机制研究

发布时间：2020-10-09 04:02

　　 漏风对煤自燃有重要影响,研究漏风形成机制对工作面采空区防火具有重要的作用。针对采空区瓦斯抽采、上覆围岩裂隙发育对采空区漏风影响问题,以沙曲矿沿空留巷综放工作面为研究背景。根据采空区上覆煤岩特性选择经验公式计算采空区裂隙发育高度,分析了沿空留巷侧采空区上覆裂隙发育,现场实测了沿空留巷压埋管及高位钻孔中气体体积分数,并根据实测参数利用数值模拟分析了瓦斯抽采条件下采空区风流流场变化。结果表明:上覆裂隙成为采空区漏风通道,导通距离在27.2~37.2 m;在沿空留巷侧采空区回采距离100m,其氧气体积分数在10%以上,验证了采空区漏风去向;模拟结果显示,沿空留巷侧采空区立体空间范围内氧气体积分数均达到10%以上,模拟结果与实测基本保持一致。最终确定瓦斯抽采条件下沿空留巷的布置及煤岩裂隙发育是形成漏风通道的主要原因。
【部分图文】：

图1煤岩层位分布图Fig．1Horizonlayoutdrawingofcoalrockretainingandworkingfacegoaf图3沿空留巷上覆岩层运动及裂隙形成过程Fig．3Processofoverlyingstratamovementandfissureformationingob－sideentryretaining图2沿空留巷工作面采空区瓦斯抽采管路布置Fig．2Pipelinelayoutofgasextractioningob－sideentry2.2采空区顶板裂隙发育高度分析近距离煤层开采时，上、下煤层因采动影响，煤岩裂隙发育并相互串通，煤体相对破碎，漏风较为紊乱，自燃危险性增强。在下部煤层开采过程中，基本顶初次来压、垮落后，发生周期性来压、垮落，顶部岩层形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。4号煤层厚2.4m，4号煤层顶板属于中硬岩层，根据经验公式计算裂隙带的高度，则裂隙带高度H计算如下。H=100∑M1.6∑M+3.6±5.6=100∑2.4m1.6∑2.4m+3.6m±5.6m=32.8m±5.6m(1)式中H为裂隙带高度，m;M为煤层厚度，m。即24208采空区顶板围岩导气带高度为27.2～38.4m。4#煤层回采后，裂隙带高度达到32m左右，3#煤层在4#煤层顶板上方10m处，处于裂隙的下部，裂隙发育充分，4#煤层的开采对3#煤层影响显著，3#煤层的透气性系数急剧增大。1092016年4月余明高，等:瓦斯抽采下沿空留巷工作面采空区漏风机制研究Apr．，2016

图1煤岩层位分布图Fig．1Horizonlayoutdrawingofcoalrockretainingandworkingfacegoaf图3沿空留巷上覆岩层运动及裂隙形成过程Fig．3Processofoverlyingstratamovementandfissureformationingob－sideentryretaining图2沿空留巷工作面采空区瓦斯抽采管路布置Fig．2Pipelinelayoutofgasextractioningob－sideentry2.2采空区顶板裂隙发育高度分析近距离煤层开采时，上、下煤层因采动影响，煤岩裂隙发育并相互串通，煤体相对破碎，漏风较为紊乱，自燃危险性增强。在下部煤层开采过程中，基本顶初次来压、垮落后，发生周期性来压、垮落，顶部岩层形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。4号煤层厚2.4m，4号煤层顶板属于中硬岩层，根据经验公式计算裂隙带的高度，则裂隙带高度H计算如下。H=100∑M1.6∑M+3.6±5.6=100∑2.4m1.6∑2.4m+3.6m±5.6m=32.8m±5.6m(1)式中H为裂隙带高度，m;M为煤层厚度，m。即24208采空区顶板围岩导气带高度为27.2～38.4m。4#煤层回采后，裂隙带高度达到32m左右，3#煤层在4#煤层顶板上方10m处，处于裂隙的下部，裂隙发育充分，4#煤层的开采对3#煤层影响显著，3#煤层的透气性系数急剧增大。1092016年4月余明高，等:瓦斯抽采下沿空留巷工作面采空区漏风机制研究Apr．，2016

图1煤岩层位分布图Fig．1Horizonlayoutdrawingofcoalrockretainingandworkingfacegoaf图3沿空留巷上覆岩层运动及裂隙形成过程Fig．3Processofoverlyingstratamovementandfissureformationingob－sideentryretaining图2沿空留巷工作面采空区瓦斯抽采管路布置Fig．2Pipelinelayoutofgasextractioningob－sideentry2.2采空区顶板裂隙发育高度分析近距离煤层开采时，上、下煤层因采动影响，煤岩裂隙发育并相互串通，煤体相对破碎，漏风较为紊乱，自燃危险性增强。在下部煤层开采过程中，基本顶初次来压、垮落后，发生周期性来压、垮落，顶部岩层形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带。4号煤层厚2.4m，4号煤层顶板属于中硬岩层，根据经验公式计算裂隙带的高度，则裂隙带高度H计算如下。H=100∑M1.6∑M+3.6±5.6=100∑2.4m1.6∑2.4m+3.6m±5.6m=32.8m±5.6m(1)式中H为裂隙带高度，m;M为煤层厚度，m。即24208采空区顶板围岩导气带高度为27.2～38.4m。4#煤层回采后，裂隙带高度达到32m左右，3#煤层在4#煤层顶板上方10m处，处于裂隙的下部，裂隙发育充分，4#煤层的开采对3#煤层影响显著，3#煤层的透气性系数急剧增大。1092016年4月余明高，等:瓦斯抽采下沿空留巷工作面采空区漏风机制研究Apr．，2016

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本文编号：2833198