煤矿瓦斯的综合治理与利用研究.pdf

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1、第17卷第11期中国矿业Vo1．17，No．112008年11月CHINAMININGMAGAZINENovember2008煤矿瓦斯的综合治理与利用研究魏小文，姜新佩，丁厚成，李文(1．河北工程大学，河北邯郸056038；2。北京科技大学土木与环境工程学院金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京100083)摘要：针对邯郸某矿的实际状况，提出综合治理瓦斯的新思路：①通过相似实验、数值模拟计算、现场测试，搞清煤矿瓦斯的分布规律；②改变观念，将治理和利用同步考虑；③用生物技术治理瓦斯，使治理方法多

2、元化。拓展了“综合”的内涵和外延，具有现实意义。关键词：瓦斯超限；相似试验；现场测试；数值计算；综合治理中图分类号：TD712．6文献标识码：B文章编号：1004StudyoncomprehensivecontrolandutilizationofcoalminegasWEIXiao—wen，JIANGXin—pei，DINGHou-cheng，I．IWen(1．HebeiUniversityofEngineering，Handan056038，China2．StateKeyLaboratoryof

3、High-EfficientMiningandSafetyofMetalMinesofMinistryofEducation，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China)Abstract：AimingattheactualsituationofacertaincoalmineinHandanHebeiprovince，newideasareputforwardincomprehensivecontrollinggas：①th

4、edistributionrulesofcoalminegasareunderstoodthroughsimilarityexperiment，numericalsimulationcalculationandfieldtest．②changingtheconception，thecontrolandutilizationshouldbeconsideredsimultaneously．③controllinggaswithbiologicaltechnologyanddiversmethods，d

5、evelopingthemeaningandextensionof“Comprehensive”，areofpracticalsignifi—cance．Keywords：gasexceeding；similarityexperiment；fieldtest；numericalsimulationcalculation；com—prehensivecontrol矿井瓦斯无疑是煤矿自然灾害的根源之一，严目的是解决安全问题，开发的煤层气作为废气排入重地威胁和制约着矿井的安全与生产。随着开采深到大气中，既

6、浪费了能源，也不利于环保。而与此度的增加，瓦斯涌出量越来越大，瓦斯问题成了日同时，我国能源十分紧张，资源宝贵。因此，将矿益突出的问题。为了实现高产高效安全地生产，必井中的瓦斯进行综合治理和利用，变害为宝，为工须对瓦斯进行治理。为了使治理做到有的放矢，必业生产和人民生活服务，对人类具有重大的经济意须先摸清瓦斯的浓度分布和运移规律。由于煤层的义和社会意义。应力状态、瓦斯赋存状态、煤的物理力学性能等，1煤矿瓦斯的浓度分布和运移规律都随时间和空间变化而变化，因而对不同部位、不对煤矿瓦斯进行治理和利用，必须先

7、搞清煤矿同状态、不同浓度下的瓦斯，不应采取一种方法进瓦斯的分布及运移规律。为此，先进行相似模拟试行治理，而应该采取多种方法，进行综合治理。长验和数值模拟计算，然后再进行现场测试，彼此相期以来，我国煤炭生产矿井进行煤层气开发的主要互验证，得出较为真实的煤矿瓦斯的浓度分布和运移规律。1．1相似模拟实验收稿日期：2008—07—18煤矿瓦斯具有复杂性和不可预见性，这给矿井作者简介：魏小文(1963一)，男，博士，河北工程大学，从事岩土工程、煤矿开采、瓦斯抽放和力学研究。瓦斯(如采空区)的浓度分布和运移规律

8、的研究，1O6中国矿业第17卷增加了难度甚至没法进行。而实验室相似模拟实瓦斯治理很少应用化学技术，主要采用物理技术和验，可以直观有效地呈现煤层采出后，采空区瓦斯生物技术。的浓度分布和运移规律。相似准则要求具备以下几2．1物理技术个条件：①几何相似；②运动相似；③动力相为了解决工作面多瓦斯涌出源、高瓦斯涌出量似；④边界条件相似。的问题，必须结合矿井的地质开采条件，实施综合1．2数值模拟计算抽放瓦斯，即把开采煤层瓦斯采前预抽、卸压邻近计算机数值模拟计算，方便、快捷，同时可