倾斜厚煤层综放面伪斜长度变化与上隅角瓦斯浓度耦合机制研究

作者:赵鹏翔; 安星虣; 李树刚; 康新朋; 黄义通; 杨俊生; 金士魁
来源:煤炭科学技术, 2022, 1-14.
DOI:10.13199/j.cnki.cst.2022-1279

摘要

倾角煤层的开采,常伴随输送机上窜、下滑问题。一般通过增加伪斜长度来确保液压支架的正常移动,并为机头机位提供更多作业空间,但伪斜长度增加会影响架间和上隅角瓦斯变化,导致工作面出现瓦斯浓度异常现象。针对倾斜厚煤层开采中容易出现上隅角瓦斯超限的问题,应用Fluent数值模拟软件,分析不同伪斜长度下采空区瓦斯浓度分布规律,确定最优伪斜长度。为研究采空区瓦斯运移规律,应用Fluent数值模拟软件,从伪斜长度分别为20m、25m、30m、35m对U 型通风方式下的采空区瓦斯分布及流场情况进行研究。模拟发现:伪斜长度,在一定程度上影响着采空区内的风流,使得采空区内风流紊乱,瓦斯局部地区集聚严重,进而对采空区内的瓦斯分布及运移造成一定的影响。研究结果表明:工作面伪斜长度对于采空区瓦斯浓度分布有着显影响,随着伪斜长度的增加,采空区内风流发生提前转向,导致采空区瓦斯提前向工作面涌出,瓦斯异常区从上隅角处逐渐向工作面偏移,上隅角瓦斯浓度逐渐降低。通过模拟结果对现场伪斜长度优化应用后,试验工作面在伪斜长度25m左右时,上隅角、回风巷最大瓦斯浓度均控制在1%以内,工作面未出现瓦斯异常积聚现象。模拟结果与现场观测吻合,得到最优伪斜长度为25 m。

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