【摘 要】
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随着开采深度的增加,矿井温度升高,瓦斯解吸过程是吸热过程,吸附瓦斯大量解吸,煤层中瓦斯含量多少是影响矿井瓦斯涌出量的重要因素,也是确定矿井突出危险性的重要指标之一,导
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随着开采深度的增加,矿井温度升高,瓦斯解吸过程是吸热过程,吸附瓦斯大量解吸,煤层中瓦斯含量多少是影响矿井瓦斯涌出量的重要因素,也是确定矿井突出危险性的重要指标之一,导致煤与瓦斯突出危险性增加,给煤炭资源安全生产过程带来了更大的挑战。实验室研究温度对瓦斯解吸影响的规律,通过分析煤体在不同解吸温度(25℃、35℃、45℃)及解吸平衡压力(0.3MPa、0.5MPa、0.8MPa)条件下的瓦斯解吸情况,验证了随着温度的升高瓦斯解吸量及瓦斯解吸速度均增加,尤其是在瓦斯解吸的初始阶段,瓦斯解吸量及瓦斯解吸速度均较大,增加了煤与瓦斯突出事故发生的危险性。考虑温度影响因素情况,对瓦斯解吸量及瓦斯解吸速度经验公式进行修正,取解吸温度为25℃时为参考值,得到的温度修正系数为γ= e0.02339(T-25),不同温度条件下瓦斯解吸速度及瓦斯解吸量的计算公式可表示为:VT(t)=V25(t)×γ和Qr(t)=Q25(t)×γ,提高了瓦斯解吸计算的准确性,从理论上求得采用钻屑瓦斯解吸指标法来预测煤层不存在煤与瓦斯突出危险性时的煤层的临界温度值为Tc=Ln/70.97/QT(5)-QT(3)+25℃。针对矿井温度过高会增加瓦斯解吸量的实际情况,本文设计通过煤层降温的技术方法对高温煤层进行降温,旨在通过降低煤层温度来减少煤中瓦斯的解吸量,预防和减少煤与瓦斯突出事故的发生。利用ANSYS数值模拟软件,保持煤体其他性质不变的情况下,研究煤体在不同初始温度30℃、40℃、50℃,不同钻孔降温温度 2℃、5℃、10℃,不同导热系数 0.28 W/(m·℃)、0.35W/(m·℃)、0.50 W/(m·℃)情况下,降温时间为30天内各个不同时刻、不同距离节点的煤体温度场分布情况。总结归纳出通过降温技术的应用对煤体降温的规律及效果,为降温技术措施的实际操作提供了理论依据,保证煤矿安全生产的顺利进行。
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