【摘要】：瓦斯災(zāi)害一直是困擾我國煤礦安全生產(chǎn)的最重要因素之一。深入開展以瓦斯防治為重點的專項整治，加大瓦斯抽采的力度，是我國目前煤礦瓦斯防治工作中長期有效的手段之一。針對采空區(qū)瓦斯影響采煤工作面安全狀況的問題，就其抽采方法而言，高抽巷具有抽采時間長，抽采影響半徑較大，抽采效果顯著等優(yōu)點，因此，系統(tǒng)研究并優(yōu)化高抽巷抽采采空區(qū)瓦斯的配置參數(shù)，能夠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巖層活動規(guī)律、工作面壓力分布、高抽巷垮落形態(tài)和工作面通風(fēng)子系統(tǒng)等對采空區(qū)漏風(fēng)流場影響的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬的方法，應(yīng)用計算流體力學(xué)軟件Fluent模擬研究了采空區(qū)瓦斯?jié)舛葓龇植家?guī)律及其運移規(guī)律。本文以陜西彬長礦業(yè)集團大佛寺礦40108綜放工作面為研究對象，在結(jié)合現(xiàn)場實際情況的條件下，根據(jù)上覆巖層活動形成的“三帶”和“O”形圈分布特點，研究了高抽巷在不同平距和垂距參數(shù)條件下的抽采效果；分析了綜放工作面瓦斯涌出量與工作面配風(fēng)量之間的關(guān)系，并研究了進風(fēng)巷不同風(fēng)量（風(fēng)速）和高抽巷不同抽采比參數(shù)條件下高抽巷的瓦斯抽采效果；進行了高抽巷垮落步距及垮落特性現(xiàn)場觀測研究，并以此為參照依據(jù)，研究了高抽巷在不同完整性參數(shù)條件下抽采瓦斯流量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓?guī)律，進而分析了工作面和上隅角的瓦斯安全狀況。 本文針對采場流體流場與瓦斯?jié)舛葓龅膹?fù)雜性以及采場作業(yè)環(huán)境的復(fù)雜多變等特點，采用FLUENT軟件對采空區(qū)和工作面的風(fēng)流流場及瓦斯?jié)舛葓鲞M行了數(shù)值模擬研究，為高抽巷瓦斯抽采系統(tǒng)的優(yōu)化提供了有效的方法和手段，對采用高抽巷治理礦井瓦斯災(zāi)害具有一定的工程應(yīng)用價值。
【圖文】：

圖 2.1 綜放面覆巖分帶及采空區(qū)分區(qū)全部垮落法管理采空區(qū)情況下，煤層被采出之后，在回采工作面，其上覆巖層與底板巖層的原始應(yīng)力平衡狀態(tài)遭到破壞，從而在應(yīng)力發(fā)生重新分布并達到新的平衡的過程中，上覆巖層經(jīng)過移態(tài)，移動、變形和破壞具有明顯的分帶性。落帶。垮落帶位于上覆巖層的最下部，與所開采的煤層相毗鄰接頂巖層冒落后形成的。破斷后的巖塊呈不規(guī)則垮落，排列也大，，一般可達 1.3～1.5。但經(jīng)重新壓實后，碎脹系數(shù)可降到 1.0覆巖性質(zhì)不同一般為采高的 3～5 倍[47]。的高度主要取決于采高和上覆巖石的碎脹性。設(shè)煤層采高為 h(冒落帶巖層厚度 l(m)，冒落帶高度為 H(m)，則有下列關(guān)系： 1 kkhH 裂帶，也稱為裂隙帶。它位于冒落帶之上，當(dāng)巖層破斷后，巖松散系數(shù)較小，碎脹系數(shù)也較小�？迓鋷c斷裂帶合成“兩帶

圖 2.2 “O ”形圈分布形態(tài)層間的水及游離瓦斯以上下貫通之后的豎向破斷裂隙為通道而涌入工豎向破斷裂隙稱為“導(dǎo)水、導(dǎo)氣”裂隙�！皩�(dǎo)水、導(dǎo)氣”裂隙的發(fā)育，所以，“導(dǎo)水、導(dǎo)氣”裂隙僅在一定的區(qū)域內(nèi)發(fā)育。通過研究“導(dǎo)育過程表明，在開采初期，“導(dǎo)氣”裂隙從下向上發(fā)展的動態(tài)過程將斷運動的控制作用，“導(dǎo)氣”裂隙高度由下向上發(fā)展過程是非均速的而突變。當(dāng)采空區(qū)垮落面積發(fā)展到一定范圍后，“導(dǎo)氣”裂隙也以“，并為鄰近層卸壓瓦斯在回采活動過程中向采空區(qū)的運移提供了主要空區(qū)煤巖體碎脹特性空區(qū)自然堆積區(qū)巖體碎脹特性工作面不斷向前推進，上覆巖體發(fā)生移動、破斷及垮落現(xiàn)象，由于巖，同時由于巖塊間接觸不密實而存在大量的附加空隙，致使破裂后的密實不破壞狀態(tài)下的巖體體積( V ′)。因此，通過計算覆巖發(fā)生冒落破
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TD712.6

【參考文獻】

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本文編號：2523274