采动裂隙带卸压瓦斯合理抽放效果分析

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1、采动裂隙带卸压瓦斯合理抽放效果分析谢萍1,周利华2,肖艳1,欧阳鑫1（1•湖南科技大学能源与安全工程学院，湖南湘潭411201；2•湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南湘潭411201）摘要：采动裂隙带为卸压瓦斯“解析、运移、集聚”提供主要通道,卸压瓦斯通过这些通道能源源不断的渗入采空区，再涌向工作面。分析采动裂隙带中卸压瓦斯的运移特征与提出合理有效地抽采裂隙带卸压瓦斯措施对确保回采工作面高安全高效生产意义重大。建立采动裂隙带卸压瓦斯运移FLUENT数值模拟模型，模拟分析确定U（U型

2、通风模式）+L（内错尾巷）+走向高抽巷型通风模式下高抽巷和联络巷最佳布置参数以实现最理想的瓦斯抽放效果，在此基础上提出U+L（内错尾巷）+走向高抽巷型立体化采动裂隙带卸压瓦斯治理方案。关键字：采动裂隙；卸压瓦斯；数值模拟；瓦斯抽放NumericalsimulationanalysisonmigrationlawanddrainageeffectofgasinminingfracturedpressurereliefzoneXIEPing,ZHOULihua（EnergyandSafetyengin

3、eeringinstitute,Hunanuniversityofscienceandtechnology,HunanXiangtan411201,China;HunanProvincialKeyLaboratoryofSafetyMiningandTechnologyofCoalMine,Xiangtan411201,China)Abstract:Theminingfracturedzoneprovidesthemainchannelforthe"parsing,migration,gather

4、ed"ofthepressurereliefgas・Thesechannelscanbeasteadystreamofleadingthepressurereliefgasintothegoaf,thenagainflockingtotheface.Itissignificanttoanalysethemigrationcharacteristicsofpressurereliefgasinminingfracturedzoneandproposetherationalandefficientex

5、tractionmeasuresofthefracturedzonepressurereliefgasforensuringasafeandefficientproductionofstope・ThispaperestablishedtheFLUENTnumericalsimulationmodelofrelievedgasinminingfracturedzone,determinedthehighpumpingLaneandcontactairlayoutparametersinthevent

6、ilationmodeoftheU+L(ContactEndLane)+tothehighpumpingLanetypetoachievetheidealgasdrainageeffectbysimulationanalysis.Onthebasisofwhichthepaperalsoputforwardthethree-dimensionalminedcrackzonereliefgascontrolprogramoftheU+L(ContactthetailLane)+towardhighp

7、umpingLane-type.Keywords:pressurereliefgas;minedcrack;numericalsimulation;gasdrainage1引言上覆岩层在煤层采动过程中由于应力破坏产生的离层裂隙和穿层裂隙在顶板垮落后相互融汇贯通⑴，形成随工作面推进而动态演化分布的采动裂隙带，该区域为煤岩层屮卸压瓦斯流动和储集提供了主耍通道和空间,也为瓦斯渗流到采空区和工作面提供了主要通道。根据煤层开采后采动裂隙带的动态演化与分布特征，结合瓦斯渗流一扩散力学、多孔介质流体力学等理论，

8、建立卸压瓦斯运移fluent数值模型［2］,模拟分析确定高抽巷和尾巷联络巷最优布置位置，对于提高瓦斯抽采效果，保障煤矿安全，具有十分重要的现实意义。2采动裂隙带中卸压瓦斯运移特征分析工作面回采过程中，在煤岩层应力平衡打破后再达到新的应力平衡的过程中，上覆岩层裂隙带经历着卸压、失稳、变形、裂隙产牛、重新压实的动态演化过程，裂隙带中瓦斯也经历着渗流一扩散、聚集、饱和、涌出的运移过程［3］。因此，随着采动裂隙带分布的动态演化，瓦斯也会相继呈现流动、积聚、溢出的变化过程。收稿日期:2012