不同通风方式下采空区风流及瓦斯分布分析

申 龙

(汾西矿业集团通风处，山西 介休 032000)

1 工作面概况

矿井主采3号煤，绝对瓦斯涌出量为98.94 m3/min，鉴定结果为高瓦斯矿井。该矿3304综采工作面采用U型+L型通风方式，其通风系统图见图1。主进风巷进风量大约1 800 m3/min，辅助进风巷进风量大约1 200 m3/min。实际情况在滞后工作面的横川中添加风筒供风(900 m3/min)，以降低滞后横川(滞后横川)中的瓦斯浓度，33041辅助进风巷和33042回风巷之间的联络横川步距为80 m。

图1 3304工作面通风系统图

3304工作面煤层厚度平均为4.69 m，采用一次采全高开采，顶板管理为全部垮落法，采面倾向长度220 m，煤层倾角较小，可近似看作水平煤层。

2 物理模型的建立、边界条件及模拟参数的设定

2.1 物理模型的建立

为便于数值模拟，将3304工作面采空区的实际模型进行简化[1-2]，将采空区视为长方体，滞后横川与工作面距离设定为40 m。

由经验公式计算得知裂隙带高度范围为45.91 m～64.51 m，工作面煤层厚度为4.69 m，为便于网格划分建立物理模型时取采空区高度为60 m，工作面高度为4.6 m。根据工作面实际情况，在靠近回风侧区域设置木垛。

物理模型的具体尺寸：采空区长、宽、高分别为300 m、220 m、60 m；工作面长、宽、高分别为220 m、5 m、4.6 m；进(回)风巷长、宽、高分别为30 m、5 m、4.6 m；滞后横川长、宽、高分别为30 m、5 m、4.6 m，根据实际情况在靠近回风侧的采空区区域设置木垛，木垛长、宽、高分别为300 m、2 m、4.6 m。

3304工作面设置有综采支架，由于有、无支架两种情况下采空区漏风量、漏风风速分布有很大差别，为得到更加真实的采空区风流及瓦斯分布规律，建立物理模型时需要设置综采支架。在工作面及采空区交界处设置220组支架，每组支架宽0.9 m，支架与支架之间空隙为0.1 m。……