五阳煤矿3#煤层瓦斯抽采技术研究摘要
随着矿井开采深度的不断加深以及开采强度的不断加大,煤层瓦斯涌出量越来越大,严重影响煤矿的安全生产。瓦斯灾害在矿井安全事故中所占的比重较大,尤其对于高瓦斯矿井而言,矿井瓦斯灾害问题更为严重。对煤层中的瓦斯进行抽采,一方面在瓦斯灾害防治方面起到了很好的防治效果,另一方面瓦斯作为一种清洁高效能源还具有很大的经济效益。合理高效地抽采煤层瓦斯对煤矿安全高效开采有着重要的意义。本文以瓦斯在煤层中的运移规律和瓦斯在抽采钻孔周围煤体中的运移规律的相关理论为基础,结合瓦斯渗流方程、煤体变形场方程、透气性损伤方程以及流变特性方程的基础上,建立了固气耦合数学模型。煤层瓦斯抽采效果主要受抽采钻孔间距、抽采负压大小、抽采时间长短等几个参数决定。在此基础上,结合五阳煤矿7803工作面的现场实际情况,初步设计了不同的瓦斯抽采方案,然后利用COMSOL数值模拟软件对不同抽采方案进行数值模拟分析。通过数值模拟分析最终确定,五阳煤矿3#煤层瓦斯抽采合理的抽采钻孔间距为2.5m,合理的抽采时间为60天,合适的抽采负压为15kPa。通过对7803工作面3#煤层进行瓦斯抽采试验,监测并记录7803工作面巷道和上隅角瓦斯浓度的变化情况。对比抽采前后数据发现,回风巷和上隅角浓度均明显降低,回风巷瓦斯浓度最高时为0.53%,瓦斯治理效果明显。
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