三维采空区及覆岩内瓦斯爆炸范围区间变化的模型试验研究

摘要

高瓦斯矿井生产过程中工作面尤其是上隅角是瓦斯事故防控的重点区域,多数煤矿井下的瓦斯事故,如浓度超限甚至引发爆炸,都是由于工作面瓦斯控制不力而引发的.在充分考虑采空区内瓦斯在风流、覆岩形变等因素耦合下的流动规律,提出了三维采空区瓦斯浓度分布的概念.利用相似理论建立采空区及其上覆岩层内部瓦斯浓度场相似模拟试验平台,对工作面回采后采空区及受扰动覆岩内部瓦斯浓度场的分布进行了三维模型试验模拟和研究,并在一定通风、瓦斯条件下研究了瓦斯浓度场在覆岩中的分布规律.研究发现采空区及覆岩中瓦斯浓度的分布和瓦斯释放速度以及测点空间位置均密切相关,而且,采空区覆岩中部分区域内存在瓦斯超限的现象并有可能发生瓦斯爆炸或前期吸附瓦斯的异常涌出.