梁国红

(晋能控股煤业集团 晋圣公司坡底煤业，山西 晋城 048006)

煤作为一种不可再生能源，在其开采过程中伴随有瓦斯气体的排出，瓦斯浓度的大小直接影响开采作业环境的安全。同时煤作为一种可燃烧的能源材料，其本身具有自然发火的潜在可能性[1-2].针对煤层开采期间的瓦斯治理，通常采用抽采技术手段，开掘抽采巷道成为常用的一种瓦斯治理方法[3].而采用抽采巷道对工作面后方采空区内积聚的瓦斯气体进行抽排时，将会导致更多的氧气涌入采空区内，造成采空区内氧浓度增大。在过高的氧浓度环境下，会加剧采空区内遗留煤体发生自燃危险的可能性。

本文对晋能控股煤业集团某矿5204工作面高抽巷不同瓦斯抽采速率下的瓦斯浓度和氧浓度进行模拟研究，确定最优的抽采流量值，并进行现场工业性应用，对模拟结果进行验证。

1 三维模型的建立

晋能控股煤业集团某矿主采5#煤层,开采期间瓦斯涌出量较大，其目前所开采的5204工作面回采期间相对瓦斯涌出量27.8 m3/min，远高于《煤矿安全规程》中规定的5.0 m3/min，属于高瓦斯矿井。同时对5#煤层进行相关测试得知其为易自然发火煤层，最短发火周期为28 d.该工作面沿倾向宽度为190 m，走向长为870 m，距离地表平均埋深超过550 m，开采深度较大，所采5#煤层均厚6.5 m，属于特厚煤层，采用综采放顶煤开采工艺。工作面倾向角为2°～8°，走向角为0°～11°，属于近水平煤层开采条件。考虑到工作面上覆岩层赋存情况，从下向上依次为泥……