采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (4): 827-836.doi: 10.13545 /j.cnki.jmse.2021.0101
回采期间下邻近层向工作面涌出瓦斯数值模拟分析
刘彦青,李国富,张宏杰,赵灿,张浪,金兵
摘要： 为定量预测回采期间下邻近层向工作面的瓦斯涌出量，以寺河二号井 9# 煤层的 94313 综采工作面为研究对象，构建了工作面回采期间下邻近 13# 煤层瓦斯向工作面涌出物理模型，引入移动坐标系建立工作面动态回采期间采空区底板岩层瓦斯渗流数学模型，编写有限体积法解算程序模拟求解下邻近层向采空区放散瓦斯过程。 研究表明下邻近层向采空区内放散瓦斯速率沿工作面回采反方向呈现先增大后减小的变化趋势；拟合得到以下邻近层瓦斯压力、回采速度为自变量的下邻近层向采空区放散瓦斯量函数关系式；作为采空区瓦斯涌出源，建立采空区瓦斯涌出 CFD模型；模拟求解采空区向工作面涌出瓦斯过程，拟合得到下邻近层向工作面涌出瓦斯量的函数关系式，并构建了下邻近层向工作面涌出瓦斯量与下邻近层向采空区涌出瓦斯量比值的函数关系式。 研究表明下邻近层向工作面涌出瓦斯量占下邻近层向采空区涌出瓦斯量的 30%以内，涌出的绝大部分瓦斯被封存在采空区内，通过改变工作面回采速度和预抽下邻近层瓦斯能够有效控制下邻近层瓦斯涌出量。
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