綜放工作面采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律數(shù)值模擬研究.pdf

1、近十幾年來，我國綜放采煤方法得到了廣泛的應用。由于綜合機械化放頂煤開采具有高產(chǎn)、高效、推進速度快的特點，從而使瓦斯涌出更為集中且不均衡，常造成上隅角及回風巷瓦斯?jié)舛瘸?，成為礦井安全生產(chǎn)的重大隱患。因此，綜放工作面采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律的研究，具有重要理論與現(xiàn)實意義。
　　 論文根據(jù)放頂煤開采時采空區(qū)瓦斯的運移規(guī)律和特點，通過FLUENT軟件對采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律進行數(shù)值模擬研究。較詳細的分析了綜放工作面的瓦斯涌出規(guī)律及其影響因素；闡

2、述了采空區(qū)瓦斯運移的特征——升浮、擴散和聚集；應用上覆巖層在豎直方向形成垮落帶、斷裂帶和彎曲下沉帶的理論，結(jié)合成莊礦2311綜放工作面的情況，確定了垮落帶和斷裂帶的高度，為綜放工作面采空區(qū)瓦斯運移物理模型的高度奠定了基礎(chǔ)。
　　 通過質(zhì)量守恒定律、動量守恒定律和擴散定律，建立了綜放面采空區(qū)瓦斯運移數(shù)學模型。應用FLUENT軟件對U型通風工作面采空區(qū)瓦斯運移進行數(shù)值模擬，得出采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植家?guī)律，即在走向方向上隨著進深瓦斯?jié)舛戎?/p>

3、漸升高，在傾向方向上從進風側(cè)到回風側(cè)瓦斯?jié)舛戎饾u升高，在豎直方向上隨著高度的增加瓦斯?jié)舛戎饾u升高，為采空區(qū)瓦斯治理提供了可靠的理論依據(jù)。通過數(shù)值模擬對比分析了U型、W型、U+L型、U+I型、雙U型、U+I+走向高抽巷六種情況下以及U型、W型通風方式工作面不同風量下的綜放工作面采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植家?guī)律，結(jié)果表明：W型通風方式在工作面風量為1440m3/min的情況下，工作面中部瓦斯?jié)舛葹?0.4[％]，相比U型通風方式上隅角瓦斯?jié)舛?2.2

4、[％]，瓦斯?jié)舛扔兴档?；增加U型和W型通風方式工作面的風量能夠降低上隅角和工作面中部的瓦斯?jié)舛?；U+L、U+I型通風方式可以降低采空區(qū)瓦斯?jié)舛?，明顯降低回風巷和上隅角瓦斯?jié)舛?，但尾巷瓦斯?jié)舛瘸?；雙U型通風方式針對產(chǎn)量大、瓦斯涌出量大的高產(chǎn)高效綜放工作面能有效的解決回風巷、上隅角瓦斯超限問題，回風巷、上隅角瓦斯?jié)舛确謩e為0.45[％]和0.65[％]；U+I+走向高抽巷中內(nèi)錯尾巷和高抽巷的抽排作用使得綜放面采空區(qū)內(nèi)的高濃度瓦斯向抽采口