高突矿井采空区卸压瓦斯精准辨识及高效抽采
丁洋1
朱冰2
李树刚1
林海飞1
魏宗勇1
李磊明2
龙航2
宜艳2
1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西西安710054;西安科技大学西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心,陕西西安7100542.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西西安710054
摘要：高突矿井采空区卸压瓦斯富集区的识别和富集区内抽采钻孔的布置对治理高突工作面瓦斯超限和采空区卸压瓦斯抽采具有重要意义.采用物理相似模拟和理论分析对高突矿井采空区卸压瓦斯富集区范围进行研究,基于"三带"理论和"椭抛带"理论,提出逐步精准辨识高突矿井采空区卸压瓦斯富集区的判别方法,并创新椭抛带微分扫掠数值建模方法;采用RSM-BBD(Re-sponse Surface Methodology Box-Behnken Design)方法设计试验,运用Fluent软件对卸压瓦斯抽采参数进行数值模拟研究,分析各单因素和交互因素对抽采效果的影响,拟合出各层位抽采参数与上隅角瓦斯体积分数的回归模型,得出各层位最优抽采钻孔参数,并开展数值模拟对比验证最优参数抽采效果;最后根据高突矿井采空区卸压瓦斯富集区精准识别和富集区内钻孔参数优化结果进行高位定向钻孔现场抽采试验.结果 表明:采空区存在"卸压瓦斯存在区"、"椭抛带形运移活跃区"和"环形卸压瓦斯富集区";单因素对同一垂距下环形富集区内抽采效果影响程度依次为:钻孔直径＞钻孔平距＞抽采负压,抽采负压和钻孔平距的交互作用对上隅角瓦斯体积分数的影响也较为明显;优化抽采参数后,试验工作面抽采期间回风流和钻场总抽采管内瓦斯体积分数整体呈下降趋势,回风流平均瓦斯体积分数为0.32％,钻场总抽采管内平均瓦斯体积分数为12.95％,工作面瓦斯得到有效控制.
关键词：高效抽采卸压瓦斯高突矿井环形富集区RSM-BBD
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51734007)国家自然科学基金(51704227)国家自然科学基金(51704228)
论文发表日期：2021-11-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 3565-3577 )
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