【摘要】：為研究抽放采空區(qū)瓦斯對(duì)采空區(qū)內(nèi)部流場(chǎng)的影響,基于采空區(qū)滲流理論,建立相似材料模型。用該模型模擬未采取瓦斯抽放措施,埋管抽放,瓦斯尾巷抽放,高抽巷抽放4種條件下采空區(qū)流場(chǎng)分布狀態(tài),結(jié)合采空區(qū)瓦斯治理與自然發(fā)火的耦合關(guān)系,探討采取抽放措施對(duì)遺煤自燃的影響,確定影響區(qū)域。結(jié)果表明,埋管抽放、瓦斯尾巷抽放與高抽巷抽放3種措施都會(huì)增大采空區(qū)漏風(fēng),加大采空區(qū)自然發(fā)火的危險(xiǎn)性和治理難度,在采取抽放措施時(shí)應(yīng)特別注意高抽巷抽放口位置。
【圖文】：

獪Γt;γp為原型中外部動(dòng)力，N。2．2模型尺寸選取U型通風(fēng)全部垮落法綜采工作面作為模擬對(duì)象，相關(guān)參數(shù)見表1。表1模擬對(duì)象參數(shù)Table1Parametersoftheobjecttobesimulatedm工作面長度走向長度傾角/(°)采高控頂距垮落高度支架寬度1602000～3055201.3按1∶100比例制作的試驗(yàn)臺(tái)，其尺寸為2m×1.8m×0.24m。由于試驗(yàn)臺(tái)的厚度應(yīng)盡可能包括垮落帶，而垮落帶高度一般為采高的3～5倍，同時(shí)考慮巖石碎脹系數(shù)(1.2～1.4)，經(jīng)計(jì)算垮落高度為:5×4×1.2=24m，則試驗(yàn)臺(tái)厚度按比例應(yīng)為0.24m。試驗(yàn)臺(tái)如圖1所示。圖1試驗(yàn)臺(tái)Fig．1Frontviewoftestbench2．3監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置為采集模擬過程中的參數(shù)，在模型的采空區(qū)共布置了206個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中有198個(gè)為負(fù)壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)，另外8個(gè)為后期試驗(yàn)中釋放有色氣體的預(yù)留點(diǎn)。同時(shí)，，在模型回風(fēng)側(cè)距離工作面20，30m處各預(yù)留一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用以模擬尾巷、埋管抽放瓦斯的抽放口;在距離工作面回風(fēng)側(cè)30m，工作面30m的采空區(qū)設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以模擬高抽巷抽放瓦斯的抽放口。為測(cè)得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的負(fù)壓，在各點(diǎn)處打孔并焊接直徑8mm的鐵管，為防止采空區(qū)模型內(nèi)的物體落入管內(nèi)，在鐵管上端罩上的金屬網(wǎng)，而鐵管的下端通過膠管與壓差管相連，如圖2所示。圖2傳壓膠管Fig．2Pressurehoses2．4充填材料及加壓采空區(qū)頂板巖石垮落后，由于上覆巖層壓力作用，在采空區(qū)內(nèi)形成非均勻孔隙介質(zhì)。為真實(shí)地反映這一狀況，采用不同粒徑碎玻璃作為不規(guī)則介質(zhì)充填采空區(qū)，靠近工作面位置粒度較大，深入空區(qū)內(nèi)部粒度逐漸減校同時(shí)為了模擬采空區(qū)上覆巖層的壓力，在試驗(yàn)臺(tái)上方加裝5根絲杠對(duì)采空區(qū)進(jìn)行加壓。3相似材料模擬試驗(yàn)3．1試驗(yàn)步驟在回風(fēng)巷處安裝一臺(tái)吸塵器作為動(dòng)力源，通過調(diào)節(jié)吸力檔位模擬不同負(fù)壓條件?

woftestbench2．3監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置為采集模擬過程中的參數(shù)，在模型的采空區(qū)共布置了206個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中有198個(gè)為負(fù)壓監(jiān)測(cè)點(diǎn)，另外8個(gè)為后期試驗(yàn)中釋放有色氣體的預(yù)留點(diǎn)。同時(shí)，在模型回風(fēng)側(cè)距離工作面20，30m處各預(yù)留一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用以模擬尾巷、埋管抽放瓦斯的抽放口;在距離工作面回風(fēng)側(cè)30m，工作面30m的采空區(qū)設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以模擬高抽巷抽放瓦斯的抽放口。為測(cè)得各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的負(fù)壓，在各點(diǎn)處打孔并焊接直徑8mm的鐵管，為防止采空區(qū)模型內(nèi)的物體落入管內(nèi)，在鐵管上端罩上的金屬網(wǎng)，而鐵管的下端通過膠管與壓差管相連，如圖2所示。圖2傳壓膠管Fig．2Pressurehoses2．4充填材料及加壓采空區(qū)頂板巖石垮落后，由于上覆巖層壓力作用，在采空區(qū)內(nèi)形成非均勻孔隙介質(zhì)。為真實(shí)地反映這一狀況，采用不同粒徑碎玻璃作為不規(guī)則介質(zhì)充填采空區(qū)，靠近工作面位置粒度較大，深入空區(qū)內(nèi)部粒度逐漸減校同時(shí)為了模擬采空區(qū)上覆巖層的壓力，在試驗(yàn)臺(tái)上方加裝5根絲杠對(duì)采空區(qū)進(jìn)行加壓。3相似材料模擬試驗(yàn)3．1試驗(yàn)步驟在回風(fēng)巷處安裝一臺(tái)吸塵器作為動(dòng)力源，通過調(diào)節(jié)吸力檔位模擬不同負(fù)壓條件下工作面通風(fēng)狀況。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)則由數(shù)碼相機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸線、計(jì)算機(jī)以及數(shù)據(jù)處理軟件組成，如圖3所示。在對(duì)回風(fēng)巷施加負(fù)壓前，各壓差管內(nèi)液面處于同一高度，加負(fù)壓后，壓差管內(nèi)的液面發(fā)生變化，通過數(shù)碼相機(jī)將液面高度的變化情況記錄下來，通過圖片處理軟件計(jì)算出液面高度變化量，將所有壓差管的變化量匯總到一起，通過數(shù)據(jù)處理軟件就可以繪制采空區(qū)內(nèi)等壓線，了解采空區(qū)內(nèi)的風(fēng)流分布。圖3試驗(yàn)整體布置圖Fig．3Wholelaboratorybench第9期康雪等:采空區(qū)漏風(fēng)流場(chǎng)相似材料模擬研究·55·

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2585185