复杂地质条件下采动裂隙“O”形圈内瓦斯运移规律数值试验研究

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矿井瓦斯灾害是影响煤矿安全生产的主要灾害之一,而在贵州地区的煤矿事故中,瓦斯事故又是最主要的,加之该地区地质条件复杂、煤层松软、煤层厚度变化大、低渗透性和突出危险性大等特征,难以达到长时间、高浓度、高效率抽采卸压瓦斯的效果,因此,研究其卸压瓦斯移动规律,并比较准确的判断瓦斯富集区才是解决问题的根本之道。  本文以月亮田煤矿131015采煤工作面实际情况为基础,借鉴前人的诸多研究成果和关于采动裂隙“O”形圈研究的最新进展,基于此,通过理论研究、Fluent数值模拟软件研究分析煤层开采后上覆岩体裂隙产生发展的时空规律和分布形态以及充分卸压范围与特征,验证了采动覆岩中的穿层破断裂隙和层面离层裂隙贯通后,其平面分布形状是一个动态变化的采动裂隙“O”形圈,并进一步研究了“O”形圈周边宽度以及“O”形圈瓦斯浓度分布特征,即得出:在采动裂隙“O”形圈工作面沿走向方向上,开切眼附近和工作面附近煤岩的渗透系数和孔隙率对“O”形圈内瓦斯浓度及“O”形圈边界影响不大,对应两边宽度为34m左右;而在倾向方向上,由于裂隙带多孔介质孔隙率、渗透率及煤岩膨胀系数等各边分布情况不同,引起“O”形圈压实区向进风侧偏移,导致运输巷一侧宽度约为18m,回风巷一侧宽度约为50m,但两边之和都约等于68m;采动裂隙“O”形圈中间区域瓦斯浓度最低,向四周逐渐增大。再以模拟结果和现场数据为依据,得出煤层卸压瓦斯抽采钻孔布置参数,抽采钻孔终孔距顶板高度10.18~43.34m,抽采钻孔的终孔点位置距回风巷水平距离为0~4m和距离运输巷0~4m,保证了煤与瓦斯安全共采,对该地区其它煤矿具有指导意义。
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