上隅角瓦斯治理及其采空区漏风流场模拟的研究.pdf

致 谢 本论文是在尊敬的导师陈长华教授的悉心指导下完成的。从论文的选题、相似材料实 验模拟到论文的写作等每个环节都得到了导师的指导和帮助，论文的每一部分内容都凝结 着导师辛勤耕耘的心血和汗水。陈长华老师优秀的做人品质，严谨的治学态度，开拓创新 的精神，高屋建瓴把握全局的能力，忘我的工作精神给学生树立起潜移默化的典范作用， 这也是导师传授给学生最宝贵的财富。在此，谨向我的导师致以深深的敬意。 感谢文中所引述文献的各位作者。 感谢我的父母在我读研期间的帮助和鼓励，使我能够顺利完成学业。 在此我谨向所有曾经帮助与关心过我的同学与朋友说一声“谢谢” 。 最后，我要感谢在百忙中抽出时间悉心评阅本论文的各位专家。 摘 要 由于综合机械化采煤开采强度大、生产集中、推进速度快，形成较大面积的采空区， 从而聚集大量的瓦斯，常常造成工作面及回风流(尤其是上隅角)瓦斯超限，严重地制约了 整个矿井的安全生产。 论文中总结了目前常用的治理上隅角瓦斯的方法，并进行了分析，认识到抽放采空区 瓦斯是防止上隅角瓦斯积聚的一个重要途径。对采空区埋管、瓦斯尾巷、高抽巷这三种采 空区瓦斯抽放法做了详细的论述，并运用数值模拟软件和相似材料模拟实验模拟了采用这 三种抽放方法时采空区内的风流分布，得到实施这三种瓦斯抽放方法后采空区的风流分布 图，将其与正常通风时采空区的风流分布图进行比较，发现瓦斯抽放导致了采空区漏风范 围的扩大，为采空区遗煤充分供氧，促使自燃氧化范围扩大，大大地增加了采空区自燃的 危险性。 针对以上三种瓦斯治理方法的不足之处，提出了在采空区设置充填带、在上隅角安设 瓦斯专用抽放风筒的新措施，并进行了相似材料模拟实验，得如下结果：在采空区内布置 充填带，人为的将采空区分成两部分，既减少了向采空区内漏风的范围，降低了从采空区 涌入工作面的瓦斯量，又使氧化带的范围有了明显的缩小，从而可以有效地防治采空区遗 煤自燃；在工作面靠近上隅角区域内设置瓦斯专用抽放风筒，对该区域内的高浓度瓦斯进 行合理的抽放，既降低了上隅角瓦斯浓度，还可以在满足工作面及人员需要的情况下，通 过减少工作面风量，降低工作面两端的压差，最终在防治上隅角瓦斯积聚的同时还降低了 采空区自然发火灾害，具有很高的应用推广价值。 关键词：上隅角；采空区；自然发火；数值模拟；相似材料模拟 I Abstract Due to the comprehensive mechanized mining intensity great, production concentration, the speed of promotion quickly, a large area of goaf formed. A lot of gas gathered in the goaf and often cause gas tail-entries in working face and back to romantic (especially in the upper corner),this severely restrict the safety of mine production. In the paper summed up the control method of the upper corner gas which used present commonly, and realized drainaging goaf gas is an important way to prevent the gas of the upper corner accumulation. Discussed the buried pipes, gas from the alley, high lane in detail, using numerical simulation software and similar material simulation experiment simulated the three drainage methods a