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高抽巷抽放速率对采空区复合灾害防治的影响研究

2021-05-10王红梅金珠鹏赵善友李俊志翟光顺侯沣峻

矿业安全与环保 2021年2期

王红梅,金珠鹏,赵善友,李俊志,翟光顺,侯沣峻

(1.山东省深部冲击地压灾害评估工程实验室,山东 济南 250104; 2.山东省煤田地质局第四勘探队,山东 潍坊 261201;3.黑龙江科技大学 矿业工程学院,黑龙江 哈尔滨 150027; 4.山东省煤田地质规划勘察研究院,山东 济南 250104)

随着高瓦斯矿井产能的增大,基本通风系统将无法满足工作面瓦斯治理的要求,因此多种瓦斯抽放技术被应用于治理采空区瓦斯[1-2]。开采深度的增加导致地热和岩石压力增高,从而导致煤自燃风险增大[3-5]。此外,瓦斯抽放技术的应用将会导致采空区流场高度复杂,从而导致采空区出现较大程度的漏风,进而导致煤自燃风险性增高[6]。

高抽巷瓦斯抽放技术因其具有良好的抽放性能而在高瓦斯矿井中得到广泛应用,但其对煤自燃影响的研究较少[7-8]。笔者基于CFD软件对不同抽放速率条件下瓦斯抽放效果和采空区氧化带宽度进行风险评估,进而为后续工作面回采过程中抽放速率的优化调整提供参考依据。

1 模型建立与控制方程

1.1 模型的建立

同煤集团塔山矿13190工作面主采的23号煤层厚度约为16 m,采用综采放顶煤的开采方式,开采高度为2.6 m,放顶煤高度超过12.0 m,工作面平均埋深超过600 m。13190工作面绝对瓦斯涌出量约为22.4~32.5 m3/min,主采23号煤层易自燃,且最短自然发火期为30 d。采用高抽巷抽放瓦斯的方式来控制采空区内瓦斯含量,且高抽巷布置于覆岩断裂带内(距离煤层顶板30 m),与回风平巷水平间距为20 m。所建立的三维数值模型如图1所示。……

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