高瓦斯综采工作面立体抽采模式的数值模拟优化

摘要

根据淮南矿区高瓦斯煤层的地质条件和瓦斯抽采实践,针对长壁采煤法、U型通风的某矿综采工作面开采和瓦斯抽采实际,开发了相应的CFD模型。通过Fluent软件和开发自定义函数模拟了地面钻井抽采、井下抽采和综合抽采方式下工作面采场的瓦斯分布。研究结果表明:当预测工作面瓦斯涌出量小于20 m3/min时,采用上隅角埋管抽采和U型通风,即可有效控制上隅角瓦斯集聚和回风流瓦斯超限;当预测工作面瓦斯涌出量为20~40 m3/min时,采用水平高抽巷或水平高位钻孔+埋管抽采,能有效控制上隅角瓦斯集聚和回风流瓦斯超限;当预测工作面瓦斯涌出量大于40 m3/min时,采用水平高抽巷或水平高位钻孔抽采+埋管抽采+地面钻井的综合立体抽采模式,可以有效控制上隅角瓦斯集聚和回风流瓦斯超限。模拟结果与该矿瓦斯监测数据基本一致,可以指导现场瓦斯抽采与治理。