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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／
