凤凰山矿沿空留巷Y型通风方式下采空区漏风规律研究

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矿井火灾和瓦斯爆炸是我国煤矿的突出灾害,严重影响着井下的正常开采和职工的生命安全。采空区漏风影响着工作面上隅角瓦斯积聚和采空区遗煤自燃。工作面向采空区的漏风,一方面由于大量的氧气为采空区遗煤自燃创造了一个必要条件,另一方面采空区向工作面的回风,引起采空区瓦斯涌出,致使采煤工作面上隅角瓦斯积聚,为瓦斯爆炸创造了条件。晋城煤业集团凤凰山矿为提高煤炭资源回收率,缓解工作面采掘衔接问题,首次在154307工作面采用了无煤柱沿空留巷技术和Y型通风方式。通过对凤凰山矿154307综采工作面采空区气体进行了长期监测,结合瞬时释放SF6技术测定采空区流场和漏风状况,研究采空区漏风规律。本文主要研究内容及结论如下:1、分析比较工作面各通风系统优缺点,研究了Y型通风沿空留巷技术特点及采空区漏风影响因素。2、通过对凤凰山矿154307工作面沿空留巷墙体采空区气体及工作面上隅角瓦斯进行长期监测,得出:(1)在整个回采期间,仅1#和5#测点在工作面分别推进约450m和650m之后,02浓度才有明显下降趋势,但仍较高,其余各点02浓度均在20%左右,可知回采期间工作面向采空区一直存在着严重的漏风,漏风距离可达500-600m以上;(2)随着工作面推进距离的增加,采空区CH浓度逐渐升高;在距工作面600m范围内,浓度在0.3%以下,最后保持在I.4%左右;(3)工作面回采过程中,上隅角瓦斯基本上在0.2%-O.4%之问。3、通过瞬时释放SF6技术,测定凤凰山矿154307工作面采空区漏风,现场试验研究采空区风流流动状态,分析各采样点采集到SF6气体峰值浓度与工作面的距离及采空区漏风风速与采样点距工作面距离的变化关系,得出各采样点采集到SF6气体峰值浓度与工作而的距离曲线表达式为:第一次:y1=53.17le-0.089.x、第二次:y2=43.48e0.0635x;采空区漏风风速与采样点距工作面距离曲线表达式为:第一次:y1=0.0644e-0.1753x、第二次:y2=0.0996e-0.1729x。4、通过Fluent软件,模拟研究采空区风流和采空区氧气浓度分布,模拟结果和现场监测及试验结果有较高的一致性。为以后研究采空区“三带”和制定放灭火措施提供依据。
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