高瓦斯综放采空区瓦斯与火协同防治平衡点研究

作     者：贾宝山 李贺 王鹏 王原 胡海永 赵海波 JIA Baoshan;LI He;WAGN Peng;WAGN Yuan;HU Haiyong;ZHAO Haibo

作者机构：辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁阜新123000 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁阜新123000 国家安全生产监督管理总局信息研究院北京100029 煤科集团沈阳研究院有限公司辽宁沈阳110016 

出 版 物：《矿业安全与环保》 (Mining Safety & Environmental Protection)

年 卷 期：2019年第46卷第4期

页      面：1-7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：国家自然科学基金项目(51174109) 国家“十二五”科技支撑计划项目(2011ZX05041-003) 

主　　题：安全工程 瓦斯与火协同防治 Box-Behnken设计 平衡点 氧化带最大宽度 响应曲面 

摘      要：为了解决高瓦斯综放采空区瓦斯与火协同防治问题,采用数值模拟的方法,构建采空区上隅角埋管抽采与注氮防灭火条件下的物理模型,引入可以均衡二者矛盾的“平衡点概念,选取配风量、瓦斯抽采量和注氮量为试验因素,以氧化带最大宽度为试验指标,基于Design Expert软件中的Box-Behnken响应曲面设计,建立3因素3水平试验方案,通过现场观测和FLUENT数值模拟综合确定试验指标的不同取值,建立响应曲面模型,优化得到最佳工艺参数。研究结果表明:模型的P值为0.009 5,二次回归模型显著,失拟项为0.050 1,不显著,回归模型准确可靠;一次项对氧化带最大宽度的影响程度排序为配风量瓦斯抽采量注氮量,且2个影响因素之间无交互作用。利用该模型计算出亭南煤矿206综放工作面瓦斯与火协同防治的“平衡点,即配风量为1 168.10 m 3/min、瓦斯抽采量为162.94 m 3/min、注氮量为800.01 m 3/h。模拟结果与现场实测结果基本一致,可以指导类似条件下的矿井实践。