采动裂隙岩体下放顶煤采空区瓦斯治理模式研究

"该文主要探讨了基于采动岩体裂隙发育规律的放顶煤采空区瓦斯治理模式，通过MATLAB分析了岩体孔隙率和渗透率的变化，利用FLUENT软件进行了通风方式、高抽巷位置和抽采负压的数值模拟，旨在寻找最优的瓦斯治理方案。研究结果显示，采用‘Y’型通风，上隅角瓦斯浓度可以控制在3%，高抽巷设置在距底板50米、距回风巷50米的位置，可将上隅角瓦斯浓度降低至0.5%，抽采负压1.9 MPa时，能确保瓦斯不超限且工作面氧气浓度保持在22%。" 在煤矿安全生产中，采空区瓦斯治理是一项至关重要的任务，因为瓦斯超限可能导致严重的安全事故。本文以采动岩体裂隙发育规律为基础，对放顶煤采空区的瓦斯治理模式进行了深入研究。采动裂隙是矿井瓦斯运移的重要通道，其发育情况直接影响着瓦斯的赋存状态和抽采效果。通过对某矿E1310综放工作面的分析，作者使用MATLAB软件，研究了岩体在开采过程中孔隙率和渗透率的变化规律，这有助于理解瓦斯在岩体中的分布和迁移特性。 随后，通过FLUENT数值模拟软件，作者考察了4种不同的通风方式对采空区瓦斯浓度的影响，以及6个不同位置的高抽巷和41种抽采负压条件下的瓦斯治理效果。通风方式的选择对于控制工作面的瓦斯浓度至关重要，因为它决定了矿井内的气体流动和分布。‘Y’型通风方式被证明是最优的，可以有效降低上隅角的瓦斯浓度至安全水平。 此外，高抽巷的位置选择对瓦斯抽采效率有显著影响。研究发现，当高抽巷布置在距底板50米、距回风巷50米时，可以更有效地抽取出上隅角的瓦斯，使浓度降低到0.5%，大大降低了瓦斯积聚的风险。同时，确定合适的抽采负压也十分关键，1.9 MPa的抽采负压既能保证瓦斯的有效抽排，又不会导致工作面氧气浓度过低，确保了工人的安全作业环境。 这项研究的结果对于优化矿井瓦斯治理策略，提高煤矿安全生产水平具有重要的实践指导意义。通过科学地运用采动岩体裂隙发育规律和数值模拟技术，可以为矿井设计出更有效的瓦斯治理模式，从而减少瓦斯事故的发生，保障矿工的生命安全，同时也为矿井的高效生产提供了技术支持。