超长综放面瓦斯涌出特征及其影响因素

对以邻近层瓦斯涌出为主的阳泉三矿K8206高瓦斯超长综放面瓦斯涌出特征进行了分析,研究了工作面推进速度、生产能力及高抽巷抽采能力对工作面瓦斯涌出量的影响,取得了超长综放面本煤层瓦斯涌出量和生产能力之间、邻近层瓦斯涌出量和推进速度之间的关系式．研究表明：后部高抽巷合理布置和促使顶板早垮是工作面快速度过初采期的主要办法;采取有效措施降低本煤层瓦斯涌出量和保证走向高抽巷良好的抽采能力是高瓦斯超长综放面高产高效的有力保障．     

开元煤矿低透气性本煤层超前卸压瓦斯抽放

通过实测对开元煤矿9404综放面利用工作面超前支承压力作用高效抽放低透气性本煤层瓦斯试验的效果进行了研究,结果表明:工作面前方的超前支承压力影响区是本煤层顺层瓦斯钻孔抽放量明显增大的区域,当工作面推进至距离瓦斯钻孔20～30m时,钻孔瓦斯抽放量开始明显增大;当工作面推进至距离瓦斯钻孔约7.6m时,钻孔瓦斯抽放量达到最大,钻孔最大抽放量平均达0.216m3/min。充分利用工作面前方的超前支承压力影响区提高本煤层瓦斯抽放量是治理低透气性煤层开采工作面瓦斯超限的重要途径。     

低渗透煤与瓦斯的固-气动态耦合模型及数值模拟

为了解低渗透煤体的瓦斯渗流机理,开展了低渗透煤体的变形与瓦斯渗流的相互作用规律研究.根据低渗透煤体的瓦斯渗流特性,确定了煤体渗透率的动态变化模型;通过建立煤层瓦斯渗流方程与煤体的变形场方程,引入煤体孔隙率的动态变化模型,定义了研究问题的初始及边界条件,推导得到了低渗透煤与瓦斯的固-气动态耦合模型.针时含瓦斯煤体试件的定解条件和模型参数,进行了耦合模型的数值模拟研究.结果表明:数值模拟预测的瓦斯渗透速度,与试验的实测结果吻合较好,且随着煤体渗透率减小,模拟结果更逼近实测结果,其最小误差为0.9%.     

长综放面采动上覆煤层的瓦斯卸压规律研究

针对阳泉三矿15#煤长综放面开采对上覆138.5 m处3#煤瓦斯卸压的影响,采用数值模拟和工程实测相结合的方法进行研究.结果表明:15#煤采面长为252 m的综放面开采能使3#煤充分卸压.沿工作面推进方向,3#煤充分卸压边界滞后15#煤工作面35 m,对应的走向充分卸压角为75.8°;沿工作面倾向方向,从工作面上端内侧12 m到其下端内侧29.2 m之间范围内的3#煤得到充分卸压,对应的倾向上部和下部充分卸压角分别为85°和78.1°.3#煤充分卸压区域内的瓦斯抽采率达到88.43%,且开采期间未发生过煤与瓦斯突出,表明15#煤的开采能够有效地消除或降低3#煤开采期间煤与瓦斯突出和瓦斯超限的威胁,实现了煤与瓦斯安全高效共采.     

新大地煤矿本煤层瓦斯超前卸压抽采试验研究

对新大地煤矿15101综放工作面利用工作面超前支承压力作用提高低透气性煤层瓦斯抽采效果进行了现场实测研究,结果表明:本煤层瓦斯抽采效果受工作面超前支承压力的影响十分明显,根据本煤层瓦斯抽采钻孔所处位置,其抽采效果可以大致分为4个时期:原始抽采期(工作面前方50 m以外)、抽采减弱期(工作面前方50~20 m)、抽采增长期(工作面前方20~7.38 m)及抽采衰减期(工作面前方7.38 m以内)。其中,抽采增长期和抽采衰减期钻孔瓦斯抽采纯量分别为原始抽采期的7.03倍和6.19倍,是本煤层瓦斯卸压抽采的最佳时期,该时期内钻孔抽采量占本煤层瓦斯抽采总量的57.83%。     

关键层对煤层群开采瓦斯卸压运移“三带” 范围的影响

采用相似模拟、数值模拟和理论分析的方法,就覆岩关键层对煤层群开采瓦斯卸压运移“三带”范围的影响进行深入研究。研究结果表明：覆岩导气裂隙带内是否存在关键层将对覆岩瓦斯卸压抽采范围起到十分明显的影响作用。在相同开采条件下,覆岩裂隙带内存在关键层时,该关键层的破断将引起导气裂隙带高度突增,其高度明显高于经验公式计算高度并止于该关键层上方另一层关键层之下;卸压解吸带高度止于覆岩中尚未发生破断且下方存在离层空间的关键层之下,其最大高度止于主关键层之下。     

双尾巷在大采长综放面瓦斯治理中的应用

针对阳泉三矿K8206大采长综放面瓦斯超限严重的问题,在K8205工作面开展了"U+II(双尾巷)"型通风方式对大采长综放面瓦斯治理效果的现场考察。结果表明:①双尾巷布置时,双尾巷风排瓦斯量明显大于回风巷风排瓦斯量,在风排瓦斯中占主导地位,而采用单尾巷布置时,单尾巷风排瓦斯量与回风巷风排瓦斯量相当;②当回风巷风量占总回风量的60%时,大采长综放面采用双尾巷布置的瓦斯治理效果最好。     

工作面采高对O形圈分布规律的影响研究

为合理布置瓦斯高位抽放巷而研究O形圈分布规律,以阳泉三矿K82O5工作面为工程背景,采用离散元数值模拟方法研究了工作面采高对O形圈变化形态的影响。模拟结果表明：在一定的覆岩关键层结构条件下,O形圈的宽度随煤层采高增加而增大;O形圈的高度受煤层采高的影响很小,采高在一定范围内变化时O形圈高度均止于覆岩主关键层下;采高增加时砌体梁结构中第1个回转岩块的回转角度增大,从而使砌体梁弯曲段长度增长,O形圈宽度增大。基于该研究结果,提出了不同煤层采高条件下走向高抽巷布置优化方案。     

综放开采顶煤垮落角对放煤规律影响研究

为研究散体顶煤在顶煤垮落角(未破碎顶煤)影响下的放出规律,借助离散元软件,将破碎后的顶煤简化为六边形不规则块体,分别研究了顶煤在不同垮落角下的放出规律.结果表明,当顶煤垮落角θ≤75°时,顶煤放出率随θ增大而增加,随后在θ=90°时迅速减少,而后随θ增大逐渐增加.顶煤放出率在θ=75°时达到最大为81.0％,在θ=60...     

顶板预裂治理综放面初采期瓦斯的数值模拟研究

针对综放面项板初次垮落步距增大,造成工作面初采期瓦斯超限的技术难题,本文提出了采用顶板预裂法治理综放面初采期瓦斯的技术方案,并利用流体力学计算软件Fluent对不同模拟方案下采空区和工作面瓦斯浓度分布进行了模拟试验,得出了不同悬顶距条件下采空区瓦斯分布规律以及顶板预裂措施对初采期瓦斯的治理效果,研究结果表明,采用顶板预...