综放工作面瓦斯防治技术研究——以耿村煤矿为例

摘要

瓦斯灾害造成的人员伤亡、设备损坏,在所有煤矿灾害中所占比例还属较大。瓦斯灾害导致生产停滞,并且带来了巨大的经济损失。防止瓦斯灾害的发生,对煤矿安全正常生产具有非常重要的意义。
　　论文针对耿村煤矿2-3煤12220综放工作面瓦斯超限问题进行研究。得知12220工作面瓦斯来源于以下几个方面:煤壁、落煤、采空区。通过计算得出采空区瓦斯涌出量占全部涌出量的69.9％。所以,解决采空区这部分瓦斯就显得尤为重要。根据瓦斯在采空区内的渗流扩散的特点,通过几种不同的治理方式对其工作面瓦斯超限问题进行治理。
　　利用FLUEN T软件对该问题进行数值模拟,依据模拟结果云图进行比对,以直观、简单的方式,将采空区瓦斯分布状态呈现出来,也为工作人员对本工作面瓦斯超限问题的提供依据。论文通过模拟 U型通风、外错瓦斯尾巷以及走向高抽巷三种不同的方式治理瓦斯的结果进行比对,得到如下结果:
　　工作面进口风速设定为3.5m/s,U型通风中回风巷和上隅角瓦斯浓度分别在1.8％和4.15％左右,超过规定的浓度值。当借助外错瓦斯尾巷手段进行治理时,依据模拟结果显示,工作面上隅角瓦斯浓度较之前有明显下降,在0.95％左右,但是距离安全上限1％太接近,而且瓦斯尾巷中瓦斯浓度高达8.2％左右,不符合相关规定。当采用走向高抽巷时,依据模拟结果显示,高抽巷瓦斯浓度在0.89％左右,回风巷和上隅角瓦斯浓度分别在0.5％和0.6％左右,有效的解决耿村煤矿12220工作面瓦斯浓度超限问题,为本工作面安全、正常、有序的生产提供可靠的保障。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 目的及意义

1.4 研究内容及技术路线

2 矿井及工作面概况

2.1 地理位置

2.2 工作面概况

2.3 本章小结

3 瓦斯涌出机理及其影响因素

3.1 瓦斯的形成与赋存

3.2 瓦斯流动理论

3.3 综放面瓦斯来源及其影响因素

3.4 采空区瓦斯运移特点

3.5 本章小结

4 采空区瓦斯运移数值模型及FLUENT软件

4.1 瓦斯运移渗流方程

4.2 扩散运动方程

4.3 FLUENT软件

4.4 本章小结

5 FLUENT数值模拟

5.1 利用GAMBIT软件建立模型

5.2 数值模拟

5.3 本章小结

6 顶板高抽巷治理采空区瓦斯技术

6.1 高抽巷抽采机理

6.2 高抽巷的层位布置及密闭要求

6.3 12220高抽巷抽放效果分析

6.4 本章小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢