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摘要
为解决综采工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,以山西某高瓦斯矿井主采工作面为原型,基于物理相似模拟试验,采用分形理论从细观角度证实了瓦斯流动活跃区的存在性,通过构建瓦斯流动活跃区的空间模型和力学模型,研究了工作面上隅角瓦斯流动活跃区的形成机理,并结合FLUENT数值模拟软件,对上隅角埋管抽采瓦斯的布置参数进行了优化。结果表明:通过对比局部瓦斯优势通道裂隙网络与整体覆岩裂隙网络的分形特征,认为局部裂隙网络发育更为丰富,进而证实了瓦斯流动活跃区的存在;推导出了瓦斯流动活跃区关键岩块的二次失稳形式及判据,认为关键岩块不会发生二次失稳,保证了关键岩块的存在,从而保证了瓦斯流动活跃区不会消失,为上隅角埋管抽采活跃区瓦斯提供了可稳定参考的位置基础;通过对埋管深度为5、15、25 m时采空区及工作面的瓦斯浓度分布进行数值模拟,认为埋管深度为15 m时的抽排效果最佳。
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