切顶卸压留巷Y型通风模式下采空区漏风特性研究

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切顶卸压留巷技术改变了顶板压力传递方式和顶板岩石垮落特性,引起采空区渗透性演变规律发生改变,导致采空区漏风规律与传统开采模式存在较大差异。为获取切顶卸压留巷Y型通风模式下采空区漏风特性,本文在分析采空区上覆岩层运动规律和采空区侧向应力变化规律基础上,构建了切顶卸压Y型通风模式下采空区空隙率与渗透率演变数学模型,对切顶卸压留巷Y型通风模式下采空区漏风流场进行了研究。获得的主要结论如下:采空区上覆岩层压力和侧向应力随着工作面的推进呈逐渐增加的趋势;根据采空区垮落特性,构建了包含采空区垮落岩体碎胀系数和充填度的空隙率演变模型和渗透率演变模型。沿工作面倾向方向,存在两处严重漏风区,即18m-85m区段和304m-325m区段,两处漏风量约占总漏风量的95%,其中321m-325m区段漏风最为严重,其漏风量占严重漏风区段的61.7%。沿留巷走向方向,亦存在两处严重漏风区,即22m-100m区段和390m-398m区段,两处漏风量约占总漏风量的59%,其中28m-53m区段漏风最为严重,其漏风量约占严重漏风区段的43%。随着配风比的增加,沿工作面倾向方向,回风顺槽侧漏风严重区位置及范围无明显变化,但漏风量占比略有增加;运输顺槽侧工作面漏风严重区向运输顺槽方向移动,范围呈增大趋势,漏风量无明显变化。沿留巷走向方向,回风巷道侧漏风严重区位置及范围无明显变化,但漏风占比逐渐减小;工作面侧留巷漏风严重区范围及漏风量呈增大趋势。随着留巷长度的增加,沿工作面倾向方向,回风顺槽侧漏风严重区位置及范围无明显变化,漏风量总体略有减小;运输顺槽侧工作面漏风严重区向运输顺槽方向移动,范围增大,漏风量下降。沿留巷走向方向,工作面侧留巷漏风严重区范围逐渐增加,当留巷超过200m后,范围和漏风量无明显变化,占比总体减小,但仍维持在43%以上;回风巷道侧留巷漏风严重区大致位于留巷末端20m范围内,漏风量及占比呈减小趋势。留巷喷浆技术及悬挂风帐技术实施后,漏风严重区域控制在留巷0-30m区段以及396m-400m区段,沿留巷30m-396m区段漏风基本得到控制,工程实践效果验证了数值模拟结果的可靠性。
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