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1、★煤礦安全★三進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng)采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律及其治理研究雷云111123周明磊王海東吳瓊張偉牛瑞宏(1.煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院,遼寧省沈陽市,110016;2.沈陽理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,遼寧省撫順市,113122;3.山西省長治市襄垣縣煤炭工業(yè)局,山西省長治市,046000)摘要針對晉煤集團(tuán)寺河礦二號井現(xiàn)采采空區(qū)瓦斯涌出量大且采用“并列雙U”三進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn),通過應(yīng)用CFD模擬技術(shù)對采空區(qū)瓦斯分布進(jìn)行了數(shù)值模擬,得出不同邊界條件下采空區(qū)內(nèi)高濃度瓦斯聚集區(qū)域和采空區(qū)瓦斯引排、抽采可行性研究結(jié)果,從而為該礦制定采空區(qū)瓦斯治理措施提供了科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵詞瓦斯運(yùn)移數(shù)值模擬引排抽采中圖分
2、類號TD712.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼AResearchongasmigrationlawingobwith"three-intake-two-return"ventilationsystemanditscontrol1,ZhouMinglei1,WangHaidong1,WuQiong1,ZhangWei2,NiuRuihong3LeiYun(1.ShenyangInstituteofChinaCoalResearchInstitute,Shenyang,Liaoning110016,China;2.PolytechnicSchoolofShenyangLigongUniversity,Fush
3、un,Liaoning113122,China;3.CoalIndustryBureauofXiangyuanCounty,Changzhi,Shanxi046000,China)AbstractAimingatthecharacteristicsoflargegasemissionrateinmininggobandusing"paralleltwoU-shape""three-intake-two-return"ventilationsysteminNo.2wellinSiheMineofJinchengAnthraciteMiningGroup,thepaperadoptstheC
4、FDsimulationtechnologytoconductanumericalsimulationongasdistributioningob,andobtainsthehigh-concentrationgasaccumula-tionregionsunderdifferentboundaryconditionsandthefeasibleresearchresultsofgasdrainingandextractinginthegob,whichprovidescientificbasisfortheminetomakethegobgascontrolmeasures.Keywo
5、rdsgasmigration,numericalsimulation,draining,extracting晉煤集團(tuán)寺河礦二號井采用綜采放頂煤開采工針對“并列雙U”三進(jìn)兩回通風(fēng)方式下采空區(qū)藝,采空區(qū)遺煤較多,導(dǎo)致現(xiàn)采采空區(qū)瓦斯涌出量內(nèi)高濃度瓦斯聚集區(qū)域的確定及其瓦斯治理研究甚大。依據(jù)礦井瓦斯涌出分源預(yù)測法,測出寺河礦少。鑒于此,作者在理論分析的基礎(chǔ)上,運(yùn)用數(shù)值15#煤層回采工作面瓦斯涌出量達(dá)到40m3/min。模擬方法對晉煤集團(tuán)寺河礦二號井“并列雙U”三為了有效控制上隅角和回風(fēng)巷道瓦斯超限,寺河礦進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng)下采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植歼M(jìn)行研究,二號井首次在15#煤層XV1301回采工作面采
6、用國得出瓦斯運(yùn)移規(guī)律,并確定采空區(qū)內(nèi)高濃度瓦斯聚內(nèi)較先進(jìn)的“并列雙U”三進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng)。該通集區(qū)域,從而為該礦制定采空區(qū)瓦斯抽采措施提供風(fēng)系統(tǒng)是建立在尾巷治理瓦斯理論的基礎(chǔ)上,利用科學(xué)依據(jù)。風(fēng)流加快瓦斯擴(kuò)散和運(yùn)移速度,從而降低局部聚集1瓦斯運(yùn)移的數(shù)學(xué)模型區(qū)域的瓦斯?jié)舛?,有效地解決回采面和上隅角瓦斯超限問題。1.1采空區(qū)氣體流動(dòng)方程三進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng)采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律及其治理研究101按照滲流力學(xué)的方法,將采場視為連續(xù)的滲流u———滲流速度的模;空間,引入空度因子,在孔隙介質(zhì)空間中可直接運(yùn)SAi———瓦斯流的上游面積。用質(zhì)量守恒定律和N-S方程,忽略瓦斯引起氣體1.2瓦斯在采空區(qū)中的動(dòng)力彌散
7、方程密度的改變和紊流效應(yīng),推導(dǎo)出氣體流動(dòng)方程:根據(jù)質(zhì)量守恒定律和流體動(dòng)力彌散定律,瓦斯ui在采場中的動(dòng)力彌散方程為:=0(1)xiC=DijC-(Cu)+I(4)iCH(x)4uiuiujtxijxiρ(+)txj式中:C———采空區(qū)內(nèi)瓦斯的質(zhì)量濃度,g/m;puiujD———?jiǎng)恿浬⑾禂?shù),m2/s;=ρgi-+[(+)]-F(2)ijμixixjxjxiui———平均流速向量的分量,m/