余吾煤業采動裂隙場中瓦斯運移規律研究及工程應用.pdf

1、采動裂隙場瓦斯流動是實現深部煤與瓦斯共采的基礎。本文采用了W YS-800微機控制電液伺服三軸瓦斯滲流試驗裝置，進行了瓦斯煤的力學特性和瓦斯滲流的實驗。通過對實際的采動裂隙帶的簡化構建了采動裂隙場的梯臺模型，數學模型的構建運用了動量守恒方程、連續性方程等，采用FLU ENT模擬軟件對U型通風系統和U型通風+高抽巷的采動裂隙帶中瓦斯運移規律進行了模擬，通過余吾煤業S2107工作面的實測來驗證。
　　在不同瓦斯壓力和不同圍壓條件下進行

2、了三軸應力-應變滲流實驗。常規三軸應力—應變分為四個階段：壓密階段、彈性階段、屈服階段、破壞階段。加卸載應力—應變分為三個階段：軸向應力加載階段、軸向應力恒定階段、軸向應力下降階段。在圍壓不變的條件下，煤樣的抗壓強度會隨著瓦斯壓力的變大而減小，煤樣的滲透率隨著瓦斯壓力的變化呈現一定的規律。在瓦斯壓力不變的條件下，煤樣的強度會隨著圍壓的增大而增大，煤樣的滲透率會隨著圍壓的增大而減小。從兩種條件下的滲透率曲線來看，基本上呈現“U”字型，煤樣

3、的滲透率會隨著軸向應力的增加先減小然后增大。在不同瓦斯壓力條件下加卸載實驗中，軸向力恒定階段煤樣的軸向應變、體積應變、徑向應變勻速的增大，滲透率一開始繼續下降，然后滲透率開始增大，增加的幅度非常小，在下降階段，滲透率迅速增大，而且瓦斯壓力越大，滲透率也會相應的增大。不同圍壓條件下的加卸載實驗，開始卸圍壓時，軸壓是不變的，軸向應變，徑向應變，體積應變開始增大。而且圍壓越小，三種變形增長速率越大，說明圍壓對瓦斯滲透有束縛作用，而且最終的滲透

4、率都不會超過初始值。
　　用FLU ENT軟件對U型通風、U型通風+高抽巷兩種通風系統下的瓦斯運移規律進行了模擬，得出了從工作面到采空區深部瓦斯濃度逐漸升高，上隅角瓦斯濃度較高。U型通風+高抽巷條件下，工作面上隅角瓦斯濃度降低到了1％以下，改善了工作面安全條件。
　　通過對余吾煤業S2107工作面的實測得出高抽巷抽采瓦斯量大，抽采濃度高，同時高抽巷的抽采降低了回風巷的瓦斯量和瓦斯濃度。高抽巷抽采瓦斯量和上隅角瓦斯濃度分析對比