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基于瓦斯涌出量的煤巷合理掘进速度确定

2021-11-03佀庆民王启飞郭昕曜张宏图

煤田地质与勘探 2021年5期

付 帅,佀庆民,王启飞,郭昕曜,张宏图

基于瓦斯涌出量的煤巷合理掘进速度确定

付 帅1,佀庆民1,王启飞2,郭昕曜1,张宏图3

(1. 郑州航空工业管理学院 民航学院,河南 郑州 450046;2. 中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院,北京 100083;3. 河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454003)

科学确定掘进速度是保障高瓦斯、突出矿井安全高效生产的重要前提。为确定煤巷最佳掘进速度,减小动力灾害发生,理论分析掘进工作面前方瓦斯分布规律,并建立瓦斯涌出量数学模型,分析不同掘进速度下瓦斯涌出特征。以山西汾西矿区金晖万峰煤矿为例,分析其巷道瓦斯涌出规律,确定其最佳掘进速度。结果表明:煤巷掘进速度等于应力迁移速度v,即以=v持续掘进时,落煤瓦斯涌出量1不变,瓦斯涌出总量不变;当<v持续掘进时,1线性减小,也持续减小;当>v持续掘进时,1呈指数增加,持续增加;金晖万峰煤矿1115工作面区域应力迁移速度约为2.1 m每班次,以2.1 m每班次持续掘进或分别以每班次2.4、1.6、2.4 m速度循环掘进时,能够实现煤巷快速安全掘进。在该矿1115工作面进风巷对研究结果进行现场验证并证实了该方法的可行性。

山西金晖万峰煤矿;巷道掘进;瓦斯涌出量;掘进速度;应力迁移速度

煤层赋存条件复杂化、多样化是造成我国煤层开采难度大的主要原因,且随着开采深度增加进一步加剧,与此同时越来越多的瓦斯矿井转变为高瓦斯或突出矿井,煤与瓦斯突出问题日益严峻[1]。与此同时,随矿井机械化程度的提高,综合机械化掘进因其掘进效率高、速度快被广大采矿工作者所青睐[2],同时也面临一些问题。综……

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