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上隅角瓦斯积聚成因分析及治理方法

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上隅角瓦斯积聚成因分析及治理方法上隅角瓦斯积聚成因分析及治理方法上隅角瓦斯积聚成因分析及治理方法[摘要]通过对回采工作面上隅角瓦斯积聚的成因、采空区瓦斯的来源及上隅角瓦斯浓度分布规律的研究,分析了影响回采工作面上隅角瓦斯涌出因素,提出了解决回采工作面上隅角瓦斯积聚处理的方法。[关键词]上隅角;采空区;瓦斯积聚;动态平衡1采煤工作面上隅角瓦斯积聚成因采煤工作面上隅角瓦斯积聚成因煤体内有回风巷的U型通风系统工作面的上隅角,容易积聚瓦斯,因为邻近层涌出的瓦斯大部分经过这里,而这里风速又比较小。另外,采空区漏风携带采空区瓦斯主要从工作面上隅角附近涌出,而上隅角附近又是风流出现涡旋的地点,工作面风流和采空区风流的传质过程较弱,从而导致回风流中瓦斯浓度较小、上隅角附近瓦斯浓度超限,如图1所示[1]。0.25%0.3%0.5%1%1.5%2%3%4%CH4图1U型通风系统工作面瓦斯浓度分布图2采空区瓦斯来源及分布规律采空区瓦斯来源及分布规律[2]2.1采空区瓦斯来源分析(1)从采空区内部煤炭中释放出来。它可分为四方面:一是采空区内上、下两道煤壁受采动影响,表面的煤炭片帮垮落,露出深部的煤层;另外,煤壁的裂隙进一步向深部发展,形成新的瓦斯涌出通道,造成深部瓦斯涌入采空区;二是采空区的遗煤;三是分层开采,下分层的卸压煤层瓦斯涌出;四是放顶落煤过程中落煤的卸压瓦斯能涌出。(2)邻近煤层的瓦斯通过顶、底板裂隙涌入开采层工作面采空区,如图2所示。(3)采煤工作面的少部分瓦斯由经流入采空区的风流带入采空区。2.2采空区瓦斯分布规律采空区内的瓦斯分布取决于采空区内部的风流运动规律、瓦斯扩散运动规律及瓦斯上浮运动规律的综合作用。采空区内的风流运动可分为三个区域,即紊流区域、层流区域和静止区域。它们的分布,在走向方向,从切顶线往采空区深部分为紊流区、层流区,最后是静止区;从底板往顶部分布规律是紊流区、层流区,最高的是静止区。各区域的空间大小与流入采空区的风量大小、煤层倾角、顶板岩性、工作面长短等因素有关。紊流区的瓦斯运动规律主要决定于风流运动和瓦斯上浮运动;层流区的瓦斯由风流运动、瓦斯上浮运动和瓦斯分子扩散运动作用,静止区的瓦斯运动规律主要由分子扩散运动和瓦斯上浮运动作用。瓦斯浓度在采空区内形成一种相对稳定的动态平衡的浓度梯度,从切顶线往采空区深部方向及底板往顶部裂隙带方向瓦斯浓度渐渐变大,在采空

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