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2021年第06期
2021-06-25
16

动态回采工作面煤壁瓦斯涌出数值计算及现场应用

  • 作者:

    刘彦青
  • 关键词:

    工作面推进速度
    有限差分法
    工作面煤壁
    瓦斯涌出量
  • 作者单位:

    煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院
    煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室

摘要

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摘要:

为了准确预测计算动态推采期间回采工作面煤壁瓦斯涌出量,以超化煤矿22051综采工作面为研究对象,建立煤层多组分瓦斯含量-压力赋存模型,考虑了工作面推进速度、采动影响下煤层渗透率变化,通过引入移动坐标系和采动作用下工作面前方煤层渗透率分布模型,构建了动态推采期间工作面煤壁多组分瓦斯涌出数值计算模型,采用有限差分法编制相应的解算程序,模拟计算回采工作面煤壁瓦斯涌出量。以瓦斯平衡方程、风量平衡方程为基础构建工作面瓦斯涌出量分源测算数学模型,结合工作面现场风量瓦斯分段测定法,实测了工作面煤壁瓦斯涌出量。对比分析了22051工作面煤壁瓦斯涌出量数值模拟结果与实测结果,研究表明:该工作面煤壁瓦斯涌出数值计算模型中工作面平均日推进速度参数应该由该工作面25~35 d的实际推进度计算得到,工作面回采进尺状况对工作面煤壁前方煤层瓦斯渗流运移具有重要影响作用,该工作面在当前开采条件和煤层瓦斯赋存渗流条件下,工作面煤壁瓦斯涌出量取决于25~35 d的工作面回采进尺状况,工作面煤壁瓦斯涌出存在明显的时间累加与延迟效应。

  • 工作面煤壁前方煤层瓦斯渗流计算区域网格划分
  • 22051回采工作面煤壁前方煤层渗透率分布曲线
  • 回采工作面煤壁前方煤层渗透率变化模型
  • 工作面引入移动坐标系模拟工作面开采推进过程
  • 22051工作面煤壁瓦斯涌出过程物理模型
  • 22051综采工作面通风系统示意
  • 不同计算周期条件下工作面煤壁瓦斯涌出量实测与模拟结果相对误差
  • 工作面煤壁前方煤层瓦斯压力分布模拟结果
  • 22051工作面瓦斯风量测点布置
  • 回采煤层瓦斯渗流解算程序流程
  • 工作面煤壁前方煤层瓦斯渗流计算区域瓦斯压力节点离散模型
刘彦青.动态回采工作面煤壁瓦斯涌出数值计算及现场应用[J].煤炭科学技术,2021,49(6):195-204. LIU Yanqing.Numerical calculation and field application of gas emission from coal wall in dynamic mining face[J].Coal Science and Technology,2021,49(6):195-204.

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