基于三维空隙率模型的采空区瓦斯运移及富集规律

作     者：徐超 曹明月 李小芳 孙浩石 闫志铭 XU Chao;CAO Mingyue;LI Xiaofang;SUN Haoshi;YAN Zhiming

作者机构：中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 山东科技大学矿山灾害预防控制重点实验室山东青岛266590 阳泉煤业(集团)有限责任公司山西阳泉045000 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2021年第52卷第5期

页      面：7-13页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51974321,51874314,51904310) 矿山灾害预防控制重点实验室开放课题基金资助项目(MDPC202018) 

主　　题：采空区空隙率 多孔介质 平均粒子直径 瓦斯运移规律 数值模拟 

摘      要：采空区空隙率分布对采空区流体流动有重要影响,因此基于O型圈理论和砌体梁理论提出三维空间上的空隙率分布函数,建立三维渗透率模型,进而以平舒煤矿15111综采工作面为研究对象,模拟研究了重力和采空区平均粒子直径对采空区瓦斯运移及富集的影响规律。结果表明:在考虑重力因素下,采空区瓦斯在上隅角处形成明显下扎效果,并使得瓦斯在上隅角积聚;采空区平均粒子直径取值增大,低浓度瓦斯富集区扩大,高浓度瓦斯富集区减小;并通过对比实测数据,发现在考虑重力因素下平均粒子直径设置为0.12 m时更符合实际情况。