耿村矿综放面高抽巷抽采瓦斯技术研究
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摘要
瓦斯灾害一直是影响煤矿安全生产的主要问题之一。抽采瓦斯不仅可以有效降低瓦斯涌出量防止瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出，而且抽出的瓦斯可以做为与煤炭伴生的清洁能源加以利用。目前，顶板走向高抽巷抽采技术在我国许多矿区得到广泛应用，成为解决高瓦斯煤层群开采条件下综放面卸压瓦斯抽采的有效手段之一。
近年来随着煤矿开采规模和开采深度的加大瓦斯涌出量不断增加，成为开采工作面瓦斯治理的主要问题，是目前采煤工作面安全管理的重中之重。本论文在煤岩瓦斯耦合理论、采动岩体力学以及流体力学理论基础上，给出了瓦斯在采动裂隙带中流动的数学模型，并以相似模拟、RFPA数值模拟为验证手段，以耿村煤矿13190工作面覆岩结构为原型，分析了该采场上覆岩层在煤层采动后的破断特征，并直观再现了5m、8m、10m、15m煤厚情况下的三带分布规律，通过对比两类实验数据得出不同煤厚条件下，底板支承压力特点以及垮落带、裂隙带分布的量化数据。以此得出高位瓦斯抽放巷针对不同采高下的合理层位。论文通过理论分析，实验验证认为采动裂隙椭抛带是卸压瓦斯储集、流动的通道和空间是瓦斯聚集带和运移带，这对合理设计瓦斯抽采方案提供了有力的理论依据。最后结合耿村煤矿12200、13190综放面的实际情况并依据现场分类数据，分析了生产期间瓦斯抽采流量、浓度、抽放负压与工作面推进时间的关系。通过相似模拟和数值模拟实验得出的方案来看，将高抽巷道口、抽采钻孔终点置于覆岩采动卸压裂隙带内，可以抽采到采空区及围岩涌向采动裂隙带中的大量瓦斯，使工作面达到安全生产的要求。
Gas disasters is the major factor that affect safety production of coal mine. gas drainagenot only can effectively reduce the gas flow-volume to prevent gas explosion and coal and gasoutburst,but gas as a clean energy that associated with coal can be used. Currently,in all ofdrainage method,the high-level entry for gas extriction technology has been widely used inour many mining in coal seam mining conditions that is the solution of gas drainage,and it isan effective way to solve relieved methane extraction in the fully mechanized coal caving face.
In recent years,coal production scale is enlarged,deep mining has become the trend,andmethane effusion also is increasing.it is an important work how to more effective administermethane. Based on coupled theory of coal and methane,mining rock mechanics and fluidmechanics. the mathematical model of methane flow in Mining Fissured Zone isconcluded.we connect the model experiment and RFPA numerical simulation, according tothe actual condition of 13190 work face of GenChun mining,we can draw the feature of thefissure in overlying stratum. And show visually the distribution of three zone in 5m，8m，10m，15m of coal seam height. By comparing the two kinds of experimental data.we canreach the data of two zone height and abutment pressure distribution characteristics.and canget the optimization of high-level entry for gas extraction. The paper based on the theoreticalanalysis which can obtain that Elliptic Paraboloid Zone supplies the drainage and space forrelieved methane flow and collection.whice can provide the evidence for methane drainage.atlast according the actual condition of 12200 and 13190 working face of GengChun Coal Mineanalyzing the relationship among gas flux gas concentration and negative pressure with thetime of the face advance. based on two experience that show that if the drainage roadwaythroat or suction hole terminal arranges in mining fissure zone，the suction efficiency and suction concentration of methane can be raising and the method can get more gas from goafand surronding rock.so the gas flow-volume can be reduced and the working face can besafety.
近年来随着煤矿开采规模和开采深度的加大瓦斯涌出量不断增加，成为开采工作面瓦斯治理的主要问题，是目前采煤工作面安全管理的重中之重。本论文在煤岩瓦斯耦合理论、采动岩体力学以及流体力学理论基础上，给出了瓦斯在采动裂隙带中流动的数学模型，并以相似模拟、RFPA数值模拟为验证手段，以耿村煤矿13190工作面覆岩结构为原型，分析了该采场上覆岩层在煤层采动后的破断特征，并直观再现了5m、8m、10m、15m煤厚情况下的三带分布规律，通过对比两类实验数据得出不同煤厚条件下，底板支承压力特点以及垮落带、裂隙带分布的量化数据。以此得出高位瓦斯抽放巷针对不同采高下的合理层位。论文通过理论分析，实验验证认为采动裂隙椭抛带是卸压瓦斯储集、流动的通道和空间是瓦斯聚集带和运移带，这对合理设计瓦斯抽采方案提供了有力的理论依据。最后结合耿村煤矿12200、13190综放面的实际情况并依据现场分类数据，分析了生产期间瓦斯抽采流量、浓度、抽放负压与工作面推进时间的关系。通过相似模拟和数值模拟实验得出的方案来看，将高抽巷道口、抽采钻孔终点置于覆岩采动卸压裂隙带内，可以抽采到采空区及围岩涌向采动裂隙带中的大量瓦斯，使工作面达到安全生产的要求。
Gas disasters is the major factor that affect safety production of coal mine. gas drainagenot only can effectively reduce the gas flow-volume to prevent gas explosion and coal and gasoutburst,but gas as a clean energy that associated with coal can be used. Currently,in all ofdrainage method,the high-level entry for gas extriction technology has been widely used inour many mining in coal seam mining conditions that is the solution of gas drainage,and it isan effective way to solve relieved methane extraction in the fully mechanized coal caving face.
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引文
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