外错型走向高抽巷瓦斯抽采技术应用研究

发布时间：2019-09-30 18:01

【摘要】：为探究外错型高抽巷在实际应用中的适用性、可行性以及多功能性,以李雅庄矿2-603工作面外错型高抽巷为研究对象,在考察矿井实际情况的基础上采用理论分析和数值模拟对外错型高抽巷的治理效果进行分析。得出:外错型高抽巷相较于内错型高抽巷巷道位移量小,便于管理;外错型高抽巷不但能作为下一工作面采空区的内错型高抽巷,并且从其内部向下打穿层钻孔能保证下一工作面掘进工作的安全进行。根据现场实测数据分析,外错型高抽巷钻孔抽采的平均抽采浓度在27.38%左右,平均抽采纯量在22.45m3/min左右,上隅角瓦斯基本保持在0.3%左右。外错型高抽巷"一巷多用"的特点,既能满足矿井安全生产的要求,也可以提高经济效益。
【图文】：

绫?。表1煤层瓦斯基础参数Table1Gasbasicparametersofcoalseam煤层瓦斯压力/MPa煤层瓦斯含量/(m3·t－1)透气性系数/(m2·MPa－2·d－1)百米钻孔瓦斯涌出量/(m3·min－1)钻孔瓦斯流量衰减系数/d2#0．7166．910．12870．0061680．0065高抽巷布置在2－603工作面外错，通过向上覆岩层打穿层钻孔抽采瓦斯;在2－605工作面是内错，通过高抽巷直接抽取瓦斯。高抽巷主体距煤层顶板17m，距2－6032巷投影距离为30m，距2－6051巷投影距离为15m。高抽巷布置图如图1所示。图1高抽巷布置平面Fig．1Arrangementdiagramhighfaultoutsidelane2外错型高抽巷治理可行性与优越性分析2．1外错型高抽巷瓦斯抽采可行性分析煤层开采后采空区上覆岩层在采动影响下，会形成两类裂隙:一类属于离层裂隙，另一类属于穿层裂隙。根据煤层顶板上覆岩层运动变形后的稳定状态，可以将其划分为“竖三带”和“横三区”，即:在采空区垂直方向自上而下可分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带;而沿工作面推进方向可分为煤壁支撑影响区、离层区、重新压实区。随着工作面的不断推进，原来的离层区会不断压实成为重新压实区，但开切第6期中国安全生产科学技术·69·

釮牡撞浚嗤阄徊贾帽冉虾侠怼Ｒ虼耍嗵敬文?拟只对比在该层位下的内错与外错的情况。根据李雅庄矿2－603工作面的实际布置情况，确定模型的尺寸(长×宽×高)为:200m×100m×74m。模型采用摩尔－库伦模型，左右、前后以及下界采用变形约束进行固定，模型上边界为自由活动边界，垂直方向设置重力加速度，取g=－10m/s2。模型建模与实际布置情况的比例为1∶2，工作面长115m，距模型底部10m。高抽巷为4×4m，外错型高抽巷位置为水平距回风巷15m，垂直距离为9m。充分采动后，内错型和外错型高抽巷所产生的应力应变状态如图2～图5。综合分析内错与外错情况下高抽巷应力应变状况，可以看出:1)由图2、图3分析可得，外错型高抽巷相对于图2外错型高抽巷应变示意Fig．2Thestraindiagramofalternateexteriorhighdrainagetunnel图3内错型高抽巷应变示意Fig．3Thestraindiagramofalternateinteriorhighdrainagetunnel图4外错型高抽巷应力分布示意Fig．4Thestressdistributiondiagramofalternateexteriorhighdrainagetunnel图5内错型高抽巷应力分布示意Fig．5Thestressdistributiondiagramofalternateinteriorhighdrainagetunnel内错型高抽巷所产生的应变较小，所以在实际工程中外错型高抽巷所处层位位移变化量较小，方便施·70·中国安全生产科学技术第11卷
【作者单位】： 煤炭安全生产河南省协同创新中心;河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地;河南理工大学安全科学与工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(U1304502) 河南省重点实验室基金资助项目(WS2012B06) 教育部博士点项目(新教师类)基金资助项目(20134116120001) 河南理工大学博士基金项目(B2011-011)
【分类号】：TD712.6

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本文编号：2544401