趙莊礦3304綜采工作面采空區(qū)漏風(fēng)及氣體運(yùn)移規(guī)律研究.pdf

1、隨著綜采技術(shù)的普遍應(yīng)用，工作面瓦斯涌出量逐漸升高，傳統(tǒng)的U型通風(fēng)方式已不能滿足需要，而U+L型通風(fēng)方式成為解決工作面瓦斯超限的有效方法，但U+L型通風(fēng)方式在控制工作面瓦斯的同時(shí)也加劇了采空區(qū)遺煤的自燃危險(xiǎn)性。因此，分析U+L型工作面采空區(qū)漏風(fēng)及氣體運(yùn)移規(guī)律可為工作面的瓦斯防治及采空區(qū)防滅火提供依據(jù)。
　　本文采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的方法，基于多孔介質(zhì)滲流理論，首先建立有、無綜采支架的U型工作面采空區(qū)滲流和瓦斯運(yùn)移的數(shù)學(xué)物理模型，分析迭

2、代次數(shù)和綜采支架對數(shù)值模擬結(jié)果的影響。得出：當(dāng)?shù)?00步以后，數(shù)值模擬結(jié)果保持穩(wěn)定；無綜采支架時(shí)工作面向采空區(qū)的漏風(fēng)量為571.2m3/min，明顯大于有綜采支架時(shí)工作面向采空區(qū)的漏風(fēng)量，二者相差77.4 m3/min；綜采支架對采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)瓦斯?jié)舛鹊哪M結(jié)果影響較小，但是對采空區(qū)回風(fēng)側(cè)瓦斯?jié)舛鹊哪M結(jié)果影響較大。所以，在以后的數(shù)值模擬過程中必須考慮綜采支架的影響。
　　結(jié)合趙莊礦3304工作面采空區(qū)上覆巖層實(shí)際冒落特征下的三維

3、孔隙率分布規(guī)律，建立考慮綜采支架的3304工作面采空區(qū)滲流和組分傳輸?shù)臄?shù)學(xué)物理模型，模擬滯后橫川距工作面分別為0m、20m、40m、60m、80m時(shí)的采空區(qū)漏風(fēng)量和滯后橫川回風(fēng)量的變化規(guī)律，通過與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)對比，驗(yàn)證了模擬結(jié)果的正確性。得出：滯后橫川距工作面的距離對采空區(qū)漏風(fēng)量和滯后橫川回風(fēng)量影響較大，當(dāng)滯后橫川距工作面距離由0m增加到80m時(shí)，滯后橫川回風(fēng)量下降了642m3/min；無論滯后橫川距工作面多遠(yuǎn)，工作面下隅角和上隅角附近

4、區(qū)域始終是工作面沿程漏風(fēng)的主要漏風(fēng)源。通過分析3304工作面采空區(qū)氧濃度分布規(guī)律，當(dāng)僅以氧濃度劃分采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)：由于采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)氧濃度較高，使得采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)自燃危險(xiǎn)范圍遠(yuǎn)大于采空區(qū)中部和回風(fēng)側(cè)自燃危險(xiǎn)范圍；隨著滯后橫川距工作面越來越遠(yuǎn)，采空區(qū)深部氧濃度逐漸升高，使得采空區(qū)自燃危險(xiǎn)區(qū)域逐漸進(jìn)入采空區(qū)深部，且采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)和中部自燃危險(xiǎn)范圍逐漸增大；根據(jù)滯后橫川距工作面不同距離時(shí)的上隅角和滯后橫川中瓦斯?jié)舛鹊淖兓?guī)律以及3304工作面