渗流-应力耦合作用下巷道预排瓦斯等值宽度研究

准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周围煤体应力及体积应变的解析表达式,以渗透率为桥梁建立了考虑巷道卸压及基质收缩效应的瓦斯运移耦合模型,得出了巷道周围煤体瓦斯运移规律及影响因素,确定了不同条件下的巷道预排瓦斯等值宽度。研究结果表明:巷道周围煤体瓦斯运移受到应力场和渗流场的控制,巷道卸压范围越大,其周围煤体渗透率提高得越多,越有利于瓦斯排放;排放时间、煤层透气性系数、地应力、煤体强度、支护应力、巷道尺寸和煤变质程度是影响巷道预排瓦斯等值宽的主要因素;排放时间60、120、180、240 d的巷道预排瓦斯等值宽度分别为9.2、11.9、13.8、15.3 m,随着排放时间的增加而增大;较难抽采煤层排放180 d的巷道预排瓦斯等值宽度小于15m,可以抽采煤层为15~20 m,容易抽采煤层厚度大于20 m,巷道预排瓦斯等值宽度随煤层透气性系数的升高逐渐增大;地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸通过控制煤体变形而影响瓦斯运移,巷道预排瓦斯等值宽度与排放时间、煤层透气性系数和巷道尺寸呈正比关系,与煤体强度、地应力、支护应力及变质程度呈反比关系;确定了试验巷道排放时间120 d的预排瓦斯等值宽度为11.9 m,瓦斯含量测试结果表明确定的预排瓦斯等值宽度合理可靠。

巷道预排瓦斯等值宽度考察研究与应用

为了解决实际考察煤层巷道预排瓦斯等值宽度的难题,本文通过对已掘巷道煤壁瓦斯运移规律研究分析,提出了基于可解吸瓦斯含量法的等值宽度考察方法。以可解吸瓦斯含量为指标,借助曲线模拟相关性系数得到煤壁瓦斯运移随煤壁暴露时间的函数关系。该方法在23302运输顺槽进行了现场试验,得出该巷道瓦斯等值宽度与煤壁暴露时间的函数关系:L=0.2416t0.8487,R 2=0.9997,为矿井防突设计和区域措施实施范围提供数据支撑。

龙山煤矿采空区预排瓦斯等值带宽度应用研究

沿空条带煤柱在上一工作面下顺槽掘进时,实际就已产生卸压带范围,龙山煤矿大巷煤柱工作面IV段通过采用邻近的11071工作面采空区作为被保护区域,通过测定11071工作面的预排瓦斯等值带宽度认定采用采空区预排瓦斯等值带宽度测定作为沿空掘进防突措施是可行的。