综采面采空区瓦斯浓度分布及运移规律试验研究

摘要

随着煤矿现代化综合机械化开采的发展，开采规模不断扩大，开采速度不断加快，采动对原有瓦斯赋存平衡的破坏更加明显。工作面瓦斯涌出呈现出数量大、强度高、涌出不均衡的特点，从而给瓦斯灾害治理带来了新的挑战；另一方面，煤矿综采工艺的运用和高产高效的集约化生产模式，使得瓦斯防治技术的发展跟不上煤炭产量增加的脚步，这也使煤矿安全生产面临新的威胁。
　　 采空区瓦斯涌出是造成工作面瓦斯涌出超限的重要原因之一，对采空区瓦斯涌出的研究和控制已成为了瓦斯治理的主要任务。本文主要是通过理论分析与试验研究相结合的方法，分别对U型通风、Y型通风、“U+L”型通风系统下的综采面采空区瓦斯浓度分布进行研究，并总结出了不同通风系统下综采面采空区瓦斯运移规律。
　　 本文首先在总结大量前人研究工作的基础上，系统分析了综采面采空区瓦斯主要来源以及采空区漏风对瓦斯涌出的影响；并通过引入多孔介质的概念，对瓦斯在采空区中的运移特征及流动机理进行了理论分析：介绍了相似试验模型建立所要遵循的流动相似条件，流动相似准则和相似定理，分析了相似理论在综采面采空区瓦斯运移相似材料试验研究中的应用。
　　 本文结合采空区瓦斯流动理论与相似理论，在实验室建立了多系统综采工作面采空区相似材料试验模型，分别对综采面U型通风方式、“U+L”
　　 型两进一回通风方式、“U+L”型一进两回通风方式、Y型两进一回通风方式、Y型一进两回通风方式下采空区瓦斯浓度分布进行了试验测定，得到了不同通风系统下的采空区瓦斯浓度分布规律，并通过折线图详细反映了不同系统下工作面采空区冒落带内瓦斯沿走向方向和倾向方向的浓度分布趋势。
　　 在U型通风系统下，通过试验测定改变工作面进风口风速以后采空区瓦斯浓度分布规律．得出风速增加会使采空区瓦斯浓度分布曲线整体向采空区深部方向移动的结论，这能够从一定程度上降低工作面瓦斯浓度，但经过分析发现不能根本上解决上隅角瓦斯超限问题。
　　 本文最后对不同通风系统采空区瓦斯浓度分布及瓦斯运移规律进行了对比分析，并结合每种通风系统的特点进行分析总结，为实际生产中工作面通风类型的选用及瓦斯治理提供一定的理论参考。

目录

第一章 绪论

第二章 综采面采空区基本特征及瓦斯运移的理论研究

第三章 相似试验理论基础

第四章 综采面采空区瓦斯运移规律相似材料试验研究

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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