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作者
张永涛朱鹏飞李庆钊窦成义杜豪豪
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单位
陕西彬长大佛寺矿业有限公司中国矿业大学安全工程学院
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摘要
为了获得工作面推进过程中采空区卸压瓦斯的运移规律，以大佛寺煤矿40118工作面为研究对象，基于煤岩层的物理力学参数，建立了基于采空区应力分布特征的采空区孔隙率动态演化模型，采用数值模拟的方法获得了工作面不同通风量、高位钻孔不同抽采负压，以及不同瓦斯涌出量条件下的采空区瓦斯运移规律。研究结果表明：采空区孔隙率动态演化模型可以较好地适应该矿的地层条件，其随着工作面推进而动态变化；在高位钻孔抽采条件下，随着工作面通风量和抽采负压的增大，采空区瓦斯浓度(甲烷体积分数)逐渐减小，但浓度值处于爆炸界限内的区域却有所增加，这在一定程度上增大了发生瓦斯爆炸风险的范围；随着采空区瓦斯涌出量的增加，采空区内甲烷体积分数整体上升，但瓦斯爆炸风险有所降低。
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关键词
采空区孔隙率数值模拟覆岩裂隙高位钻孔瓦斯运移
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金面上项目(51974303)；国家重点研发计划项目(2018YFC0807903)；
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文章目录
1 采空区多场模型构建
1.1 物理模型
1.1.1 采动作用下孔隙率模型
1.1.2 采空区瓦斯运移模型
1.2 数学模型
1.2.1 采空区流体流动控制方程
1.2.2 采空区瓦斯扩散方程
1.2.3 采空区孔隙率模型
2 采动作用下采空区孔隙率动态演变规律
3 采空区瓦斯运移规律
3.1 模型验证
3.2 通风量对采空区瓦斯运移的影响
3.3 抽采负压对采空区瓦斯运移的影响
3.4 瓦斯涌出量对采空区瓦斯运移的影响
4 结论
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引用格式
张永涛,朱鹏飞,李庆钊,窦成义,杜豪豪.基于采空区孔隙率动态演化模型的卸压瓦斯运移规律研究[J].矿业安全与环保,2023,50(02):1-6.DOI:10.19835/j.issn.1008-4495.2023.02.001.
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