胡家河矿高抽巷瓦斯抽采数值模拟研究

摘要

瓦斯是煤矿生产过程中的主要危险源。随着采煤工作面生产能力的提高及工作面推进速度的加快，必然导致瓦斯涌出量增大。高抽巷抽采技术由于其抽采时间长，抽采率高，抽采系统简单，易于管理，已成为解决高瓦斯易自燃特厚煤层瓦斯超限问题的主要方法。因此，对高抽巷的配置参数进行科学研究及优化，是保证高抽巷安全、高效的有效途径。
　　本文以胡家河矿为研究对象，在分析采场采动过程中上覆岩层离层裂隙和破断裂隙的形成过程、瓦斯在采动裂隙带内的运移聚集特征以及401102工作面通风和瓦斯抽采系统的基础上，通过经验公式界定了高抽巷层位布置的大致范围。针对采场流体流场与瓦斯浓度场的复杂性以及采场作业环境的复杂多变等特点，进行了一系列的简化处理。应用流体力学软件Fluent分别模拟研究了高抽巷在不同层位参数（垂距 H和平距L）、抽采参数（进风巷道风速v和抽采比?）以及断面尺寸条件下的瓦斯浓度场分布，分析了对应的瓦斯抽采效果，并对其最佳参数值进行了评定。最后与现场实际情况进行了对比分析说明，提出了优化措施，能够有效地提高高抽巷的抽采效率，对采用高抽巷治理矿井瓦斯灾害具有一定的工程应用价值。

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1绪论

1.1研究背景及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容及路线

2胡家河煤矿概况

2.1矿井简介

2.2 401102工作面开采条件

2.3瓦斯抽采系统

2.4本章小结

3胡家河矿工作面上覆岩层特征及瓦斯涌出分析

3.1开采对上覆岩层的影响

3.2瓦斯在采动裂隙带内的运移聚集特征

3.3 401102工作面瓦斯涌出分析

3.4本章小结

4胡家河矿瓦斯抽采数值模型的建立

4.1数值模拟物理模型

4.2数值模拟数学模型

4.3本章小结

5高抽巷在不同参数条件下瓦斯抽采效果研究

5.1高抽巷层位变化对瓦斯抽采效果的影响

5.2高抽巷抽采参数变化对瓦斯抽采效果的影响

5.3高抽巷断面尺寸变化对瓦斯抽采效果的影响

5.4本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录