基于FLAC3D的综放工作面巷道布置及风量分配研究_中国煤炭行业知识服务平台

基于FLAC3D的综放工作面巷道布置及风量分配研究

作者

张迪聂海洋
单位

国能神东煤炭保德煤矿瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室中煤科工集团重庆研究院有限公司
摘要

为掌握保德煤矿综放工作面瓦斯涌出规律，得到综放工作面通风方式与配风量这2个通风关键因素对采空区遗煤瓦斯涌出的影响规律，针对性地采取瓦斯防治对策，实现矿井安全生产，首先采用FLAC3D数值模拟软件对综放工作面采空区上覆岩层塑性演化规律进行了模拟研究，得出8号煤层顶板的垮落带高度约为20 m,断裂带高度约为80 m。提出了U型通风方式、三进一回偏Y型通风方式和三进一回Y型通风方式，通过建立综放工作面采空区遗煤瓦斯运移CFD稳态计算模型，对三种通风方式下工作面配风量对上隅角瓦斯体积分数、采空区低体积分数瓦斯区域、工作面两端压差、煤层自燃条件和地质条件等因素的差异性进行对比分析，确定了最合理的通风方式及最优配风比，使工作面瓦斯治理工作达到最优化。结果表明：偏Y型通风方式是在治理上隅角瓦斯、工作面供风、除尘、同时防止采空区遗煤自燃的综合条件最佳的通风方式，在采用偏Y型通风时，当进风巷和胶带巷配风比为2.5∶1时，采空区低体积分数瓦斯区域最大，上隅角瓦斯体积分数最低，工作面两端能够维持较大压差，风流稳定，胶带巷进风能顺利带走冲刷过工作面的污风，且工作面通风和除尘效果也最好。
关键词

综放工作面巷道布置通风系统瓦斯防治数值模拟
文章目录

0 引言
1 采空区瓦斯运移物理模型和网格划分
1.1 综放工作面采空区的物理模型
1.1.1 综放工作面采空区上覆岩层塑性演化规律
1)模拟底层条件与模型尺寸。
2)边界设定。
3)模拟结果分析。
1.1.2 综放工作面采空区的物理模型
1.2 网格划分
2 综放工作面采空区数学模型建立
2.1 综放工作面采空区数学模型
2.2 边界条件和模型主要参数的设定
2.2.1 采用偏Y型通风系统
2.2.2 采用U型通风系统
2.2.3 多孔介质参数的设定
2.2.4 质量源项的确定
3 综放工作面采空区瓦斯分布规律模拟分析
3.1 数值模拟可行性分析
3.2 不同通风方式下采空区瓦斯体积分数分布
3.3 最优化配风比研究
4 结论
引用格式

张迪,聂海洋.基于FLAC~(3D)的综放工作面巷道布置及风量分配研究[J].煤炭科学技术,2022,50(S1):132-141.