任美晶

（山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司，山西 晋城 048200）

1 工程概况

山西兰花科创玉溪煤矿1302工作面位于3号煤层一盘区，工作面平均埋深为560 m，开采山西下部的3号煤层，煤层均厚5.85 m，煤层内部含有一层夹矸，夹矸平均厚度0.28 m，煤层顶板岩层为泥岩和中粒砂岩，底板岩层为泥岩和砂质泥岩；工作面采用大采高一次采全高采煤工艺进行回采作业，全部垮落法管理顶板。根据矿井地质资料知，3号煤层平均瓦斯含量13.56 m3/t，瓦斯压力为1.62 MPa，属于低渗透性可抽采煤层，现为保障回采作业能够顺利进行，特进行工作面瓦斯运移规律和抽采技术的研究。

2 裂隙带瓦斯运移规律分析

为分析1302工作面回采期间采场裂隙带的瓦斯流动规律，现采用COM SOL数值模拟软件进行模拟分析，基于偏微分方程组（PDEs）进行多物理场耦合方程的分析，结合矿井地质资料及相关试验数据，建立长×高=180 m×124 m的数值模型进行工作面回采完毕后不同时间下瓦斯赋存情况的分析，设置工作面裂隙带高度为90 m，垮落宽度为130 m，在模型顶部施加上覆岩层载荷，固定模型两侧及底板的位移，按照3号煤层瓦斯赋存情况进行流体参数的设置，具体数值模拟模型及计算边界如图1所示。

图1 数值模拟模型及计算边界示意图

为掌握裂隙带内的瓦斯运移规律，数值模拟时模拟工作面回采完毕不同时刻的瓦斯运移规律，结合相关研究结论[1-2]，设置模拟分析工作面回采完毕初始时刻、回采完毕5 h、回采完毕1 d、回采完毕5 d时裂隙带内瓦斯赋存情况，基于模拟结果得出如图2所示瓦斯赋存云图。……