顶板长钻孔替代高抽巷抽采控瓦斯与采空区注氮防火耦合治理研究

高瓦斯矿井易自燃煤层,工作面受上隅角瓦斯超限与采空区遗煤自燃双重威胁。为解决高抽巷抽采瓦斯导致采空区氧化带面积变大、增大遗煤自燃危险性的问题,以顶板长钻孔替代高抽巷,配合进风巷侧注氮,通过对长钻孔参数与注氮参数的优化,进行防火与控瓦斯耦合治理的研究。以中兴煤业1401工作面实测数据结合ANSYS数值模拟,研究了长钻孔数量、位置对工作面上隅角瓦斯的影响规律,获得以5个直径300mm、距回风巷10m、距煤层底板15m的顶板长钻孔替代高抽巷的最优方案。在此基础上,为保障对采空区遗煤自燃的有效控制,研究了注氮量与注氮位置对采空区氧化带分布的影响规律,获得在进风巷侧氧化带与散热带分界位置注入5.5m3/min的氮气,将采空区氧化带宽度降至25m的优选结果。通过对上隅角瓦斯与采空区遗煤自燃的综合控制,保证了工作面的安全生产。     

灾后巷道堆积体力学特征分析

针对灾后巷道垮冒堆积体边界作用力的问题,在现场勘查基础上,以碎块堆积过程中的滑移效应为前提,推导了堆积体边界作用力的计算公式,并进行实验验证。结果表明:断层破碎带巷道段垮落主要以岩石碎块充填为主,块体堆积过程中"自组织"调整方式分为横向移动调整、纵向移动调整、自身转动调整;堆积体边界作用力源于块体堆积过程中的滑移效应;推导了堆积体边界被动抗力计算公式,被动抗力与块体密度、埋深、堆积体最高点距边界的水平距离、自然安息角有关;实验验证了被动抗力计算式的正确性,但公式的适用条件取决于粒径与堆积体水平尺寸比值K,K值越小,公式越适合。