赵洪宝1,2,3，张 欢1，王宏冰1，张 勉1，李兵伟4，魏子强1，邹友平5
(1.中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院 北京 100083; 2.矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室 陕西 西安 710054; 3.河南理工大学 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地，河南 焦作 454001; 4.山西霍尔辛赫煤业有限责任公司，山西 长治 046600; 5.天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013)
摘 要:为掌握采空区高瓦斯体积分数区域空间分布范围，自主研发了一种采空区瓦斯体积分数区域分布三维实测装置，其主要由采气头、采气管、瓦斯流量监测装置、集气装置和瓦斯体积分数检测仪组成，可实现对采空区不同空间区域内瓦斯体积分数的三维实测，并成功将该装置运用于现场，对Y型通风靠近留巷侧采空区瓦斯空间分布进行了三维实测。现场实测结果表明:分段留巷Y型通风条件下，近留巷侧采空区在一定空间范围内出现瓦斯集聚现象，其空间范围为沿工作面倾斜方向距沿空留巷30～45 m，沿留巷延伸方向距工作面35～55 m，垂直煤层底板方向距煤层底板15～30 m，瓦斯体积分数最高处可达0.9%;不同工况条件下，近留巷侧采空区高瓦斯区域空间范围基本相同;近留巷侧采空区形成的高瓦斯集聚区域具有严重的瓦斯爆炸威胁，需采取有效措施加强对近留巷侧采空区高瓦斯集聚区域进行监测和治理。
关键词:分段留巷;三维实测;采空区;瓦斯分布
移动阅读
赵洪宝，张欢，王宏冰，等.采空区瓦斯体积分数区域分布三维实测装置研制与应用[J].煤炭学报,2018,43(12):3411-3418.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2018.0395
ZHAO Hongbao,ZHANG Huan,WANG Hongbing,et al.Development and application of a three-dimensional measurement device for gas concentration[J].Journal of China Coal Society,2018,43(12):3411-3418.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2018.0395
中图分类号:TD712
文献标志码:A
文章编号:0253-9993(2018)12-3411-08
收稿日期:2018-03-27
修回日期:2018-05-11
责任编辑:常明然
基金项目:国家自然科学基金面上资助项目(51474220);河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地开放基金资助项目(WS2017A06);国家科技重大专项资助项目(2016ZX05045007-003)
作者简介:赵洪宝(1980—)，男，山东德州人，教授，博士生导师，博士。E-mail:hongbaozhao@126.com
通讯作者:张 欢(1990—)，男，河南安阳人，博士研究生。E-mail:zhanghuanvip01@163.com
ZHAO Hongbao1,2,3,ZHANG Huan1,WANG Hongbing1,ZHANG Mian1,LI Bingwei4,WEI Ziqiang1,ZOU Youping5
(1.School of Resources and Safety Engineering,China University of Mining and Technology(Beijing),Beijing 100083; 2.Key Laboratory of Mine Geological Hazards Mechanism and Control,Xi’an 710054; 3.State Key Laboratory Cultivation Base for Gas Geology and Gas Control (Henan Polytechnic University),Jiaozuo 454001; 4.Shanxi Hall Shih Coal Co.,Ltd.,Changzhi 04660; 5.Coal Mining & Designing Department,Tiandi Science & Technology Co.,Ltd.,Beijing 100013)
Abstract:In order to understand the distribution range of high gas concentration in the Y ventilated goaf,a three-dimensional measurement device for the regional distribution of gas concentration in goaf has been inde-pendently developed.The device is mainly composed of gas recovery head,gas collector,gas flow monitoring device,gas gathering device and gas concentration detector.It can be used to obtain the three dimensional meas-urement of gas concentration in different space areas of the goaf.The device was successfully applied to the mine site to measure the spatial distribution of gas in the goaf near gob-side entry retaining.The field test results show that under the Y ventilated goaf of sublevel gob-side entry retaining,there is a gas agglomeration in a certain space range in the goaf near the gob-side entry retaining.The space range of gas agglomeration is away from the gob-side entry retaining 30-45 m along the working face,away from the working face 35-55 m along the gob-side entry retaining,and away from coal seam floor 15-30 m along the direction of vertical coal seam floor.The highest gas concentration is up to 0.9%.Under different working conditions,the space range of high gas concentration in the goaf is basically the same.The high gas concentration zone formed by the goaf near the gob-side entry retaining has a serious threat of gas explosion.Therefore,it is necessary to take effective measures to strengthen the monitoring and control of the high gas concentration area in the goaf near the gob-side entry retaining.
Key words:sublevel gob-side entry retaining;three-dimensional measurement;goaf;gas distribution
采空区是由工作面回采过程中遗煤和冒落破碎岩石组成的极度复杂、不规则和多变的多孔介质空间，采空区瓦斯涌出是工作面乃至整个矿井瓦斯涌出的主要来源之一，约占工作面瓦斯涌出的30%～80%[1]。采空区是煤矿主要的灾害源之一，许多重大事故的发生都与采空区有关系，如采空区瓦斯爆炸、采空区自燃、采空区坍塌等。关于采空区瓦斯方面的研究，如采空区流场分布[2-4]、瓦斯运移[5-9]、瓦斯抽采[10-13]和遗煤自燃[14-15]等一直是国内外学者关注的重点。掌握采空区瓦斯分布和流动规律，是研究工作面合理通风方式、防治采空区自然发火以及瓦斯治理的关键技术基础。不同通风方式下采空区的流场形态和瓦斯分布规律不同，传统的U型通风方式容易造成工作面上隅角瓦斯超限，威胁安全生产。而采用Y型通风方式，可以很好的解决工作面上隅角瓦斯集聚的问题，但瓦斯集聚的现象并没有消失，而是在采空区一定区域范围内形成高瓦斯体积分数区域。因此，研究采空区瓦斯分布规律，掌握采空区高瓦斯体积分数区域分布范围，对于采空区瓦斯治理和预防采空区瓦斯事故的发生具有重要的指导意义。
由于釆空区的复杂特殊性，人员无法进入，目前关于采空区瓦斯分布规律、运移规律的研究大多集中于理论模型[16-18]和数值模拟研究[3,5-7,19-21]。关于采空区理论模型的研究大多对采空区进行了一些理想假设，如采空区各向同性、气体为不可压缩理想气体等，这就导致了所得理论模型与现场实际不能很好吻合;而数值模拟所建模型边界条件往往与现场采空区实际情况相差较大，这就造成了数值模拟所得结论无法很好指导现场生产。因此，想要有效监测采空区瓦斯分布、变化规律，掌握采空区高瓦斯富集区域、运移规律，研制一种可靠的采空区瓦斯体积分数实测设备与实测方法显得尤为重要，这将为煤矿采空区瓦斯治理和采空区瓦斯抽采技术的优化提供依据和参考。提出了自主研发的一种采空区瓦斯区域分布三维实测装置，并将该实测装置应用于现场对采空区瓦斯区域分布情况进行了实测分析，得到了分段留巷Y型通风条件下采空区三维空间上瓦斯区域分布规律，验证了该采空区实测装置的可靠性和实用性。
为了克服现有采空区瓦斯体积分数实测技术的不足，基于采空区现场实际情况，自主研发了一种简单可靠的采空区瓦斯区域分布三维实测装置，该装置主要由采气头、采气管、瓦斯流量监测装置、集气装置和瓦斯体积分数检测仪组成，其主要结构如图1所示。
其中采气管根据所监测采空区区域的不同，主要分为短、中、长3种，也可根据采空区瓦斯体积分数监测需要设置不同长度的监测管。采气管由4 m长的PVC管连接组成，每节管两端焊接快速接头，管之间通过快速接头连接。所述采气管插入采空区一端连接有采气头，采气头上设有多个采气孔，采气孔外包裹有组合纱网，以防采气孔堵塞;另一端依次连接瓦斯流量计、抽气泵、集气囊、瓦斯体积分数检测仪。也可将各测点集气囊带到地面送入气相色谱仪分析，获得采空区不同位置O2，CO2，CH4，C2H2等重碳氢气体的浓度及其变化规律。
为实现对采空区不同区域空间瓦斯体积分数的三维实测，需根据现场煤层厚度、工作面通风方式、沿空留巷支护方式等实际条件对采空区采气钻孔进行布设。以Y型通风工作面为例，随着采煤工作面向前推进，在工作面液压支架后方10 m左右处的沿空留巷内向采空区打采气钻孔，同时使钻孔具有一定的仰角(相对于煤层倾角的仰角)，钻孔终孔点高度和深度视煤层厚度和工作面长度而定。采气钻孔分别布置于采空区的自然堆积区、载荷影响区，在沿水平方向上每排采气钻孔为1组，每组至少布置短、中、长3个采气钻孔，钻孔之间的水平间距为5 m;在竖直方向上，根据煤层厚度、围岩性质等不同情况可布置1排、2排或3排采气钻孔。当煤层厚度小于2 m时，可布置单排采气钻孔;当煤层厚度为2～4 m时，可
图1 采空区瓦斯区域分布三维实测装置结构示意
Fig.1 Three-dimensional measurement device for the distribution of gas concentration in the goaf
1A,1B,1C—短、中、长采气管;2—采气管阀门;3—管路阀门;4—瓦斯流量计;5—抽气泵;6—集气囊;7—瓦斯体积分数检测仪;8—采气头;9—组合纱网;10—管路快速接头
布置双排采气钻孔;当煤层厚度大于4 m时，可布置3排采气钻孔。布置2排或3排采气钻孔时，可采用炮眼布置中的“三花眼”、“三角眼”布置法。采气钻孔布置示意如图2所示。另外，当工作面采用U型通风方式时，在回风巷距工作面100 m左右处沿顶板岩层向上5 m的范围内设1处高位钻场，根据工作面具体情况从高位钻场向采空区钻设不同倾角和孔深的采气钻孔，并在采气钻孔中铺设采空区瓦斯体积分数三维实测装置，以监测采空区瓦斯体积分数的空间分布。其他通风方式工作面的采空区采气钻孔布设方法可参照U型、Y型通风方式工作面，不再一一赘述。
图2 采空区采气钻孔布设示意(以三排钻孔为例)
Fig.2 Diagrammatic sketch of gas collection drilling in goaf (as an example of three rows of drilling holes)
随着回采工作面向前推进，液压支架后方煤层顶板垮落，形成由遗煤和顶板冒落破碎岩石组成的极度复杂的采空区。由于采空区是一个相对封闭的空间，人员和设备均无法进入，因此，该采空区瓦斯体积分数三维实测装置主要是通过在采空区三维空间设置不同的监测点，借助采气管、抽气泵对监测点处的气体进行采集，然后检测所采气体瓦斯体积分数，获得不同采空区瓦斯体积分数在三维空间上的分布，界定采空区高瓦斯体积分数区域范围，指导采空区瓦斯抽采。另外，也可将在采空区不同监测点所采集的气体带到地面，进行气体成分检测分析，获得采空区三维空间不同区域气体成分的变化规律。
选取霍尔辛赫煤矿3605综放开采分段留巷Y型通风工作面采空区进行现场试验。该工作面走向长度为1 726 m，倾向长度为245 m，工作面煤层平均倾角为7°，平均厚度为5.9 m，采用综采放顶煤采煤法，采放比为1∶0.97。采空区采用全部垮落法管理顶板，煤层顶板属于较易垮落的顶板，可随采随冒，不需进行人工强制放顶。工作面通风方式为“两进一回”的Y型通风方式，即运输巷和辅助进风巷进风，其中运输巷为主进风巷，在进风巷采空区段进行沿空留巷，作为回风巷。沿空留巷采用分段沿空留巷，每隔80 m左右布设一个分段，在沿空留巷段靠近采空区侧设置柔模混凝土墙支护，同时采用锚索对进风巷顶板进行永久加强支护，高压喷射注浆加固底板。工作面煤层经本煤层抽采后，残余瓦斯含量为7.9 m3/t，煤层不易自燃，煤尘具有爆炸危险性。
对于综放开采分段留巷Y型通风工作面，新鲜风流由运输巷流入工作面后会向采空区漏风，靠近放顶煤液压支架后方一定区域采空区内的瓦斯随风流流向靠近沿空留巷侧采空区，导致瓦斯在靠近沿空留巷一侧的采空区空间内发生集聚现象。基于此，主要在近留巷侧采空区空间进行瓦斯体积分数的三维监测，以得到采空区高瓦斯体积分数区域的分布范围。采空区瓦斯体积分数区域分布三维实测装置布设方案示意如图3所示。
图3 采空区瓦斯体积分数区域分布三维实测装置布设方案示意
Fig.3 Layout of a three-dimensional measurement device for the regional distribution of gas concentration in the goaf
具体试验方案步骤如下:
(1)采空区钻孔布置:根据霍尔辛赫煤矿3605工作面煤层厚度和采空区顶板垮落情况，在工作面液压支架后方10 m左右处，从沿空留巷柔模支护混凝土墙向采空区内打不同规格参数的采气钻孔(初次来压后施工)。由于煤层厚度较大，为监测采空区不同空间位置的瓦斯体积分数，需布置上、中、下3排采气钻孔，每排分别设置3个不同深浅的采气钻孔，钻孔之间的水平间距为5 m，并对每个采气钻孔进行编号，如图3所示。各个采气钻孔具体参数见表1。
(2)采气管铺设:依次将每节采气管插入各个采气钻孔，使采气头处于钻孔底部，最外端采气管穿过柔模支护混凝土墙，采气管之间通过快速接头连接。
(3)封孔设备装配:采气管铺设好后，对采气钻孔进行封孔;在采气管出口处依次连接采气管阀门、管路、管路阀门、瓦斯流量计、抽气泵、集气囊、瓦斯体积分数检测仪。
表1 采气钻孔参数
Table 1 Parameters of gas collection drilling
(4)采空区瓦斯体积分数实测:分别在检修班和采煤班分别依次打开各采气钻孔中采气管阀门，通过抽气泵将采气头位置处的气体抽入集气囊内，借助瓦斯体积分数检测仪测得该监测点处的瓦斯体积分数，从而实现对采空区空间不同位置的瓦斯体积分数的监测。随着工作面不断向前推进，各采气钻孔距工作面的水平距离越来越远，工作面每推进10 m对各采气管内抽出的气体的瓦斯体积分数进行1次重复监测，直至各采气钻孔距工作面水平距离60 m左右处停止监测。
基于上述现场试验实测所得采空区空间不同区域瓦斯体积分数，分别对采空区在沿工作面方向、沿留巷方向和垂直煤层底板方向上的瓦斯分布规律进行分析。分别以工作面与沿空留巷柔模支护墙在煤层底板处交叉点为坐标原点，以沿工作面方向、沿留巷方向和垂直煤层底板方向为空间X，Y，Z坐标轴，建立空间直角坐标系，在检修班和工作班两种不同工况情况下，对近留巷侧采空区空间瓦斯分布进行三维可视化分析。
(1)采空区沿工作面方向瓦斯空间分布规律
以沿工作面方向和沿留巷方向为参考面，分别在采煤班和检修班两种工况下，对Y=2.5 m、Y=15.5 m和Y=28.5 m三个空间截面内的瓦斯体积分数数据进行三维可视化分析，如图4所示。
由图4可知:对于分段留巷Y型通风综放工作面，近留巷侧采空区在沿工作面倾斜方向距留巷50 m范围内，随着距沿空留巷距离越来越远，瓦斯体积分数呈现先升高后降低的趋势，且在距沿空留巷30～45 m采空区上部空间达到峰值点，瓦斯体积分数最高可达0.9%左右。在采煤班与检修班不同工况条件下，采空区在沿工作面倾斜方向上瓦斯分布规律大致相同，且瓦斯体积分数最高区域范围也大致相同，其不同主要表现在紧靠工作面液压支架后方20 m空间范围内采空区在采煤班的瓦斯体积分数普遍高于检修班。这主要是由于紧靠液压支架后方20 m范围内采空区受工作面漏风影响较大，工作面采煤时煤壁涌出的大量高浓度瓦斯随风流进入采空区浅部造成的。
图4 采空区沿工作面方向瓦斯空间分布
Fig.4 Spatial distribution of gas in goaf along the direction of working face
(2)采空区沿留巷方向瓦斯空间分布规律
以沿留巷方向和垂直煤层底板方向为参考面，分别在采煤班和检修班两种工况下，对X=10 m、X=30 m和X=50 m三个空间截面内的瓦斯体积分数数据进行三维可视化分析，如图5所示。
由图5可知:工作面采用分段留巷Y型通风方式时，近留巷侧采空区在沿留巷延伸方向距工作面60 m范围内，随着距工作面距离的增加，瓦斯体积分数呈现先快速增加后略降低的趋势。高瓦斯体积分数区域主要集中在距工作面35～55 m的采空区上部空间，且采空区在沿留巷延伸方向上采煤班与检修班两种不同工况条件下，高瓦斯体积分数区域分布范围大致相同，其不同主要表现在采空区沿留巷方向距工作面20 m，垂直煤层底板方向距煤层底板5 m范围内，采煤班瓦斯体积分数普遍略高于检修班，这主要是由于采空区在该部分区域范围内受工作面漏风影响较大造成的。
(3)采空区垂直煤层底板方向瓦斯空间分布规律
以沿工作面方向和垂直煤层底板方向为参考面，分别在采煤班和检修班两种工况下，对Z=10 m、Z=30 m和Z=50 m三个空间截面内的瓦斯体积分数数据进行三维可视化分析，如图6所示。
由图6可知:工作面采用分段留巷Y型通风方式时，近留巷侧采空区在垂直煤层底板方向距煤层底板30 m范围内，随着距煤层底板距离的增加，瓦斯体积分数呈现递增趋势，高瓦斯体积分数区域范围主要集中在距煤层底板15～30 m的采空区上部空间，这主要是因为瓦斯的密度小于空气，容易在上部空间发生集聚。在采煤班和检修班两种工况下，采空区上部空间区域的瓦斯体积分数基本不发生变化，仅在靠近工作面的采空区下部空间发生明显变化。
根据现场所得近留巷侧采空区不同空间区域瓦斯体积分数实测数据，借助MATLAB数值分析软件，采用插值法将近留巷侧采空区瓦斯体积分数在三维空间上的分布情况进行可视化重构，如图7所示。
图5 采空区沿留巷方向瓦斯空间分布
Fig.5 Spatial distribution of gas in goaf along the direction of gob-side entry retaining
图6 采空区垂直煤层底板方向瓦斯空间分布
Fig.6 Spatial distribution of gas in goaf along the direction of vertical coal seam floor
图7 近留巷侧采空区瓦斯空间三维分布
Fig.7 Three-dimensional space distribution of gas in goaf near the gob-side entry retaining
由图7可知:对于分段留巷Y型通风综放工作面，采空区瓦斯在三维空间的分布受工作面漏风影响，致使瓦斯在近留巷侧采空区一定区域范围内发生瓦斯集聚，该瓦斯集聚区域的空间范围为:在沿工作面倾斜方向上，距沿空留巷30～45 m;在沿留巷延伸方向上，距工作面35～55 m;在垂直煤层底板方向上，距煤层底板15～30 m，瓦斯体积分数最高可达0.9%。采煤班与检修班不同工况条件下，近留巷侧采空区高瓦斯体积分数区域空间范围基本相同。
为了解决综放开采时工作面上隅角瓦斯集聚、瓦斯超限的问题，通常将U型通风工作面改成Y型通风，而采用Y型通风时，工作面上隅角的瓦斯集聚的问题可以很好地被解决，但由于通风方式的改变也导致了工作面向采空区的漏风流场规律和瓦斯分布规律的不同，使得近留巷侧采空区在一定空间区域内形成高瓦斯体积分数危险区域。同时，该高瓦斯体积分数集聚区域距离工作面较近，受工作面漏风影响较大，风流中的充足的氧气与高浓度瓦斯混合后，形成巨大的瓦斯爆炸威胁。另外，采空区采用全部垮落法，顶板破断岩块在垮落过程中发生剧烈摩擦碰撞，易产生火花，为瓦斯爆炸提供火源。当该区域同时满足瓦斯爆炸的3个必要条件时，就会发生严重的瓦斯爆炸事故，带来巨大的人员伤亡和经济损失，因此，亟需采取有效措施对近留巷侧采空区高瓦斯体积分数集聚区域进行治理。首先，需对近留巷侧采空区瓦斯的分布规律进行重点监测，准确找出近留巷侧采空区高瓦斯体积分数集聚区域的空间范围，然后通过对该区域的高浓度瓦斯进行抽采，使其瓦斯体积分数降低至安全范围以内，从而为工作面的安全高效生产提供可靠的保障。
(1)为了克服现有采空区瓦斯体积分数实测技术的不足，实现对采空区不同区域空间瓦斯体积分数的三维实测，自主研发了一种采空区瓦斯体积分数区域分布三维实测装置，提供了一种新的监测采空区瓦斯体积分数在三维空间上分布的手段。
(2)将自主研发的一种采空区瓦斯体积分数区域分布三维实测装置成功应用于现场实践，对综放分段留巷Y型通风近留巷侧采空区瓦斯体积分数在三维空间上的分布情况进行了实测，实现了对近留巷侧采空区高瓦斯体积分数区域空间范围的界定，检验了该装置的可靠性和实用性。
(3)现场实测结果表明，工作面采用分段留巷Y型通风方式时，近留巷侧采空区在一定空间范围内出现瓦斯集聚现象，该瓦斯集聚区域的空间范围为:在沿工作面倾斜方向上，距沿空留巷30～45 m;在沿留巷延伸方向上，距工作面35～55 m;在垂直煤层底板方向上，距煤层底板15～30 m，瓦斯体积分数最高处可达0.9%;采煤班与检修班不同工况条件下，近留巷侧采空区高瓦斯体积分数区域空间范围基本相同。
(4)分段留巷Y型通风条件下，由于工作面向采空区漏风和采空区顶板破断岩块垮落碰撞，致使近留巷侧采空区形成的高瓦斯体积分数集聚区域具有严重的瓦斯爆炸威胁;为保证安全生产，需采取有效措施对近留巷侧采空区高瓦斯体积分数集聚区域进行监测和治理。
参考文献
[1] 李书兵.采空区瓦斯运移规律数值模拟[D].西安:西安科技大学,2010.
[2] 杨明,张帆.煤层倾角对采空区流场及瓦斯分布的影响研究[J].中国安全生产科学技术,2014,10(11):34-40.
YANG Ming,ZHANG Fan.Study on influence of coal seam dip angle to the air flow field and gas distribution in goaf[J].Journal of Safety Science and Technology,2014,10(11):34-40.
[3] 王凯,吴伟阳.J型通风综放采空区流场与瓦斯运移数值模拟[J].中国矿业大学学报,2007,36(3):277-282.
WANG Kai,WU Weiyang.Numerical simulation of flow field and gas transportation in goaf of fully mechanized sub-level caving face with J-shape ventilation system[J].Journal of China University of Mining & Technology,2007,36(3):277-282.
[4] 李宗翔,刘玉洲,吴强.采空区流场非线性渗流的改进迭代算法[J].重庆大学学报:自然科学版,2008,31(2):186-190.
LI Zongxiang,LIU Yuzhou,WU Qiang.Improved iterative algorithm for nonlinear seepage in flow field of caving goaf[J].Journal of Chongqing University(Natural Science Edition),2008,31(2):186-190.
[5] 秦跃平,朱建芳,陈永权,等.综放开采采空区瓦斯运移规律的模拟试验研究[J].煤炭科学技术,2003,31(11):13-16.
QIN Yueping,ZHU Jianfang,CHEN Yongquan,et al.Simulation test and research on gas migration law in goaf of fully mechanized coal caving mining face[J].Coal Science and Technology,2003,31(11):13-16.
[6] 何磊,杨胜强,孙祺,等.Y型通风下采空区瓦斯运移规律及治理研究[J].中国安全生产科学技术,2011,7(2):50-54.
HE Lei,YANG Shengqiang,SUN Qi,et al.Study on gas transportation principle and control in goaf with Y-shape ventilation system[J].Journal of Safety Science and Technology,2011,7(2):50-54.
[7] 胡千庭,梁运培,刘见中.采空区瓦斯流动规律的CFD模拟[J].煤炭学报,2007,32(7):719-723.
HU Qianting,LIANG Yunpei,LIU Jianzhong.CFD simulation of goaf gas flow patterns[J].Journal of China Coal Society,2007,32(7):719-723.
[8] 车强.采空区气体三维多场耦合规律研究[D].北京:中国矿业大学(北京),2010.
[9] QIN Z,LIANG Y,HUA G,et al.Investigation of longwall goaf gas flows and borehole drainage performance by CFD simulation[J].International Journal of Coal Geology,2015,150-151:51-63.
[10] 秦伟,许家林,彭小亚,等.老采空区瓦斯抽采地面钻井的井网布置方法[J].采矿与安全工程学报,2013,30(2):289-295.
QIN Wei,XU Jialin,PENG Xiaoya,et al.Optimal layout of surface borehole network for gas drainage from abandoned gob[J].Journal of Mining and Safety Engineering,2013,30(2):289-295.
[11] 孙荣军,李泉新,方俊,等.采空区瓦斯抽采高位钻孔施工技术及发展趋势[J].煤炭科学技术,2017,45(1):94-99.
SUN Rongjun,LI Quanxin,FANG Jun,et al.Construction technology and development tendency of high level borehole for gas drainage in goaf[J].Coal Science and Technology,2017,45(1):94-99.
[12] 褚廷湘,余明高,姜德义,等.“U+I”型采煤工作面采空区瓦斯抽采量理论研究[J].中国矿业大学学报,2015,44(6):1008-1016.
CHU Tingxiang,YU Minggao,JIANG Deyi,et al.Theory of gas extraction amount in the gob of “U+Ⅰ” type panel[J].Journal of China University of Mining & Technology,2015,44(6):1008-1016.
[13] 罗新荣,唐冠楚,李亚伟,等.CFD模型下采空区瓦斯抽采与注氮防灭火设计[J].中国安全科学学报,2016,26(6):69-74.
LUO Xinrong,TANG Guanchu,LI Yawei,et al.CFD model based design of both gas drainage and nitrogen injection against fire in goaf[J].China Safety Science Journal,2016,26(6):69-74.
[14] 李宗翔,衣刚,武建国,等.基于“O”型冒落及耗氧非均匀采空区自燃分布特征[J].煤炭学报,2012,37(3):484-489.
LI Zongxiang,YI Gang,WU Jianguo,et al.Study on spontaneous combustion distribution of goaf based on the ＂O＂ type risked falling and non-uniform oxygen[J].Journal of China Coal Society,2012,37(3):484-489.
[15] 刘松,蒋曙光,王东江,等.采空区自燃“三带”变化规律研究[J].煤炭科学技术,2011,39(4):69-73.
LIU Song,JIANG Shuguang,WANG Dongjiang,et al.Study on variation law of spontaneous combustion"Three Zones"in goaf[J].Coal Science and Technology,2011,39(4):69-73.
[16] 张东明,刘见中.煤矿采空区瓦斯流动分布规律分析[J].中国地质灾害与防治学报,2003,14(1):81-84.
ZHANG Dongming,LIU Jianzhong.Regularity on the distribution of gas moving in gob area of coal mine[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2003,14(1):81-84.
[17] 刘浩.现采空区瓦斯流动耦合模型及抽采参数确定[J].煤炭技术,2015,34(8):166-168.
LIU Hao.Coupling model of gas flow and determination of pumping parameters in goaf[J].Coal Technology,2015,34(8):166-168.
[18] 李宗翔,纪书丽,题正义.采空区瓦斯与大气两相混溶扩散模型及其求解[J].岩石力学与工程学报,2005,24(16):2971-2976.
LI Zongxiang,JI Shuli,TI Zhengyi.Two-phase miscible diffusion model and its solution between gas in goaf and atmosphere[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2005,24(16):2971-2976.
[19] 耿晓伟,刘雨,郭晓阳,等.基于“O”型冒落的Y型通风采空区气体分布特征[J].中国安全生产科学技术,2017,13(1):71-76.
GENG Xiaowei,LIU Yu,GUO Xiaoyang et al.Laws of gas distribution in goaf with Y-type ventilation based on O-type caving[J].Journal of Safety Science and Technology,2017,13(1):71-76.
[20] MARTS J,BRUNE J,GILMORE R,et al.Impact of face ventilation:And nitrogen inertization on hazardous gas distribution in bleederless longwall gobs[J].Mining Engineering,2013,65(9):71-77.
[21] 杨明,高建良,冯普金.U型和Y型通风采空区瓦斯分布数值模拟[J].安全与环境学报,2012(5):227-230.
YANG Ming,GAO Jianliang,FENG Pujin.Numerical simulation of the gas distribution in the gobs of U-type and Y-type ventilation mining working faces[J].Journal of Safety and Environment,2012(5):227-230.