保德矿回风隅角瓦斯运移规律与防治分析

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1、万方数据5．3采空区瓦斯运移规律数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．3．1无风幕扰动瓦斯运移规律数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一465．3．2模拟条件下对回风隅角瓦斯积聚机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一485．3．3风幕扰动下瓦斯运移规律数值模拟⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯505．4保德煤矿81503工作面回风隅角瓦斯积聚治理研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯一515．4．1风幕风机治理瓦斯原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯515．4．2风幕风机在81503工作面的布置方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一525．4．3安全经济效益及推广应用前景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯535．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．546结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯556．1结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．556．2展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．55参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯57作者简历⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．59学位论文原创性声明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．60学位论文数据集⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61V一万方数据辽宁

3、工程技术大学硕士学位论文1绪论1．1问题的提出我国是煤炭资源生产大国，建国六十余年以来，一直以来煤炭都是我国的主要能源，在一次性能源消费结构中一直占70％左右，煤炭工业长期以来都是我国国民经济的支柱性基础产业。随着我国进入“全面建成小康社会”的新时期，国民经济快速增长、人民生活不断提高，国家对能源需求将有较大幅度增加。可以预计到2020年，随着我国经济总量翻两番，对煤炭的需求也将翻一番，因此，煤炭生产在国民经济发展中具有举足轻重的地位IlJ。但是我国煤矿地质条件复杂伴生有各种煤矿灾害，其中煤矿瓦斯防治一直是煤矿安全生产的重中之重。近年来，煤矿重特大瓦斯爆炸事故时有发

4、生，瓦斯爆炸造成的财产损失与人员伤亡是难以挽救的。2007～2010年间共发生瓦斯类事故214起，死亡1688人，其中瓦斯爆炸事故发生98起，死亡902人；瓦斯突出事故共发生87起，死亡661人；瓦斯燃烧事故发生12起，死亡58人：窒息类事故发生19起，死亡67人12

5、。经过几十年的发展，中国煤矿瓦斯防治工作卓有成效，但是想要彻底遏制住重大瓦斯事故的发生，难度很高。煤炭是我国一次能源的主体，分别占一次能源生产和消费总量的76％和69％，是我国的主要能源，并且这种以煤炭为主的能源结构在未来相当长的时期内依然不会改变。煤炭工业为推动经济发展、社会进步和实现民族振兴提供重

6、要的能源基础。煤矿安全工作同时也是国家工业安全工作的核心。随着国民经济的发展，社会对能源的需求越来越大，这就促使我国的煤炭工业发展方式发生了重大的变化，集约化生产就是我国煤炭工业生产方式的一大飞跃，也是我国煤矿生存与发展的必由之路。当煤矿开采条件适宜时，采用综合机械化采煤(或放顶煤)，具有产量高、成本低、经济效益显著等优点，近些年来，随着煤炭科学技术的不断发展，高产高效集约化矿井地数量不断增加，在神华、大同、晋城、潞安、平顶山等矿区，个别矿井的年产量已经达1000万吨以上。一井一面，高产高效，是我国现代化矿井的一个发展趋势。由于综合机械化采煤开采强度大、生产集中、推

7、进速度快，形成大面积的采空区，因此聚集大量瓦斯，常常造成工作面和回风巷道(尤其是回风隅角)瓦斯超限，瓦斯超限引起的火灾不仅会毁坏矿井设备、造成严重的人员伤亡、使煤矿无法正常生产，同时也有可能造成生产无法短时间恢复的二次灾害(如巷道垮塌、井底火灾和煤尘爆炸等)，从而严重地制约了整个矿井的安全生产。为解决回风隅角的瓦斯超限问题，通常我们会采取一些治理方法，如：提高工作面供风量；在回风隅角处架设瓦斯专用抽出式风机；采空区埋管抽万方数据辽宁工程技术大学硕士学位论文采等，这些常用方法虽然有效地防止了工作面瓦斯浓度超限，但同时会增大采空区漏风，容易引起有自燃倾向性煤层采空区自然

8、发火，伴随着矿井火灾的产生瓦斯爆炸的特性也被改变。正是由于瓦斯爆炸和矿井火灾互相耦合，这两种灾害发生的概率、危险性和事故损害的严重性被极大增加了。因此，针对高瓦斯易自燃煤层，在针对以往回风隅角瓦斯超限防治技术研究的基础上，探寻出一条既能防止回风隅角瓦斯积聚，又能预防采空区自然发火的新措施就显得尤为重要。由冒落的碎石块堆积而成的采空区是一个孔隙渗流介质空间，由于它的极度复杂性、不规则性、多变性以及极端恶劣的环境，现如今对其内部状态的有效观测还没有可行的办法。所以目前国内外学者采空区整体状态的宏观描述多采用经典数学和经验相结合的方法。另外，随着计算流体力学软件的不断