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时间:2018-12-09
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1、浅谈抽采瓦斯的最佳区的确定【摘要】认真积累瓦斯地质方面的基础资料,在搞好瓦斯参数测沱的同时,不断修改、完善抽釆钻孔施工参数,确定抽采瓦斯的最佳区域,力求经济、科学。【关键词】卸压瓦斯;解吸;漏风带一、采动影响的压力分布回采工作面在推进过程中,周I羽压力分布状况如图1所示,在工作面后方形成压力拱e。冋采工作面在推进过程中,上覆岩层移动形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带,如图2。冒落带的高度为采高的4〜8倍。根据相似模型实验,裂隙带高度为采高的20倍。图1中工作面前后方压力a、b的变化如图3所示,形成八个区,即在工作面后方存在卸压区(f)、后支承压力区(
2、g)、压力稳定区(h)等三个区。煤层内吸附瓦斯大量解吸创造了条件,同时在压力下降区内也有煤壁“压酥”的现象,也存在一定的卸压瓦斯。由于回采工作面后方顶板压力卸压,当用全部跨落法管理顶板时,在工作面通风量的作用下,U型通风的回采工作面后方采空区构成三个漏风带,U型通风工作面后方釆空区漏风带即为:I不自燃带。顶板冒落的岩块处于松散堆积状态,孔隙多且大,漏风强度大无条件自燃。再加浮煤与空气接触的时间短,所以一般不会自燃。其带宽度在工作面中心计算约1〜5叽II自燃带。由中心带向采空区内部伸延25~60mo漏风强度减弱,风流呈层流流动,浮煤氧化牛热,热量积
3、聚,温度上升,冇可能导致自燃。III窒熄带。紧靠自燃带之后就是窒熄带。漏风风流基木消失,氧浓度进一步下降,甚至可能到达失燃界限(8%〜5%),因此命名为窒熄带。对应的三个漏风带,也可以称之为主要漏风带、微弱漏风带和基本不漏风带。而且,这三个漏风带,不是一个平面的漏风带,而是一个立体的漏风带。立体漏风带内,离开采层(主要是顶板方向)越远,漏风越微弱。立体漏风带,除受工作面风量的影响外,还受顶板冒落带、裂隙带和弯曲下沉带的控制。二、瓦斯积聚规律通过测试表明,采空区瓦斯浓度分布和采空区瓦斯运移具有以下规律:①采空区瓦斯在工作面切眼lm〜12m范围内浓度
4、变化较小,一般在3%〜8%Z间;在12m〜20m范围内瓦斯浓度变化幅度较大,一般在10%〜18%;在20m〜40m范围内乩斯浓度升高较快,一般在20%〜35%;在40〜60m范I韦I内瓦斯浓度变化较小,一般在35%〜50%之间。②根据采空区释放示踪气体测试结果,采空区瓦斯流动大体可划分为3个带:I涌出带(距切眼0〜20m范围内)、II过渡带(灰切眼20〜40n)范围内)和III滞留带(灰切眼40m以外)。在涌出带中,采空区丢煤和卸压邻近层解吸的瓦斯向工作面和采空区排放,进入涌出带的瓦斯流动速度较快,多以层流形式存在,一且这部分瓦斯几乎全部被工作面
5、风流和采空区的漏风流携带到回风道内,漏风大小与工作面供风量大小及支架位置和工作面通风方式有关。随着工作面的推进,采空区进入过渡带,过渡带的瓦斯在工作面和采空区压差作用下,一部分进入工作面,另一部分暂时或永远滞留在采空区内,该区域瓦斯流动速度也明显下降。流动呈现出不均衡性,处于层、紊交错阶段;而进入滞留带时,释放采空区内的瓦斯一般滞留在采空区的深部,流动速度较低。③涌出带、过渡带和滞留带的范围,受煤层开采条件特别是开采高度、顶板岩性和采空区瓦斯涌出源供给情况等因素的影响,同时,由于受工作面风流和采空区漏风的影响,各带屮的瓦斯浓度也各不相同,滞留带最
6、高,过渡带次之,涌出带最低。采空区内顶板瓦斯浓度高于底板瓦浓度;采面釆用上行通风时,采空区上部(回分侧)瓦斯浓度比下部高。从以上理论分析可知,冋采工作面后方采空区瓦斯分布的涌出带、过渡带、滞流带,与按漏风対煤自燃影响划分的三带相似,也是立体瓦斯分布,而不是沿煤层面的平面分布。垂直于煤层面的平面内,顶板方向,距离煤层愈远瓦斯浓度愈高;但排放的瓦斯量却随着远离开开采层而逐渐下降。三、结论综合以上分析可知,在回采工作面后方采空区,顶板的邻近煤(岩)层卸压瓦斯,在工作面通风压力及自身瓦斯压力作用下,沿着邻近煤(岩)层的裂隙流动;若再加上抽采瓦斯钻孔负压作
7、用,就是三种促使卸压瓦斯流动的动力。三因素作用下瓦斯浓度最高、钻孔瓦斯流量最大、持续的时间最长的区(点),就是抽采乩斯的最佳区(点)。参考文献[1]张子敏.《瓦斯地质规律与瓦斯预测》•煤炭工业出版社,(2005.12)[2]王凯.《煤与瓦斯突出的非线性特征及预测模型》•中国矿业大学出版社,(2005.3)
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