沿空留巷综放工作面采空区瓦斯运移及浓度分布规律研究

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综放工作面因冒落空间大、遗煤多、漏风严重等特点,往往造成了回风流瓦斯超限,而沿空留巷技术的应用,即减少了区段煤柱损失,又缓解了上隅角瓦斯积聚。采空区覆岩的移动,易造成沿空留巷砌墙破坏,对采空区流场及瓦斯浓度分布产生重要影响。因此,研究沿空留巷综放工作面采空区瓦斯运移及浓度分布规律对合理抽采采空区瓦斯、治理上隅角瓦斯超限及预测采空区遗煤自燃具有重要的指导和借鉴意义。  结合新安煤矿14211沿空留巷综放工作面实际,利用 UDEC数值模拟软件对采空区覆岩移动及裂隙分布规律进行模拟研究,得出采空区覆岩下沉量、应力变化及碎胀系数随工作面推进距离的分布规律,通过理论计算与模拟结果分析,确定冒落带高度为12m,自然堆积区、载荷影响区及压实稳定区分别为15m、60m、125m。  结合渗流力学及流体力学理论建立采空区瓦斯运移数学模型,利用FLUENT数值模拟软件模拟得出了沿空留巷综放工作面上隅角是否实施抽采时的采空区瓦斯运移及浓度分布规律,并对上述两种情况下,沿空留巷段存在漏风时的采空区瓦斯运移规律进行了模拟研究,分析了观测孔漏风对采空区氧化自燃带宽度的影响。结果表明:采空区瓦斯浓度沿深度方向呈增大趋势,回风侧瓦斯浓度高于进风侧,上部区域瓦斯浓度高于下部;上隅角实施抽采时回风流瓦斯浓度位于0.2%~0.6%之间,无实施抽采时则高达3%~6%;观测孔的漏风,扩大了采空区氧化自燃带宽度,增加了采空区遗煤自燃的可能性。
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