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浅埋煤层大采高工作面地表裂隙漏风研究
日期:2025-03-13  

为了掌握浅埋煤层大采高工作面采空区上方地表裂隙漏风规律,通过地表裂隙考察、SF6示踪气体现场测试、数据拟合分析等方法进行地表漏风特征分析,并制定专项漏风防控措施进行治理。结果表明:大采高工作面采空区上方距离工作面20m以上的粘土层地表区域,容易发育形成长期稳定的张开型和塌陷型裂隙;不同区域地表裂隙漏风风速呈现回风侧塌陷型裂隙>中部张开型裂隙>进风侧塌陷型裂隙,且分别距离工作面584m、539m、487m后漏风风速基本为零;通过对地表裂隙回填压实和井下回风侧采空区注浆堵漏,在降低上隅角CO浓度的同时增加了O2浓度,有效抑制了采空区的遗煤自燃,减少了采空区惰性气体的涌出,为同类矿井的地表漏风治理工作提供了参考。

1)地表为粘土层的区域容易发育形成长期稳定的地表漏风裂隙,且主要漏风通道为距离工作面20m以后形成的张开型裂隙和塌陷型裂隙。

2)地表裂隙距工作面距离越大漏风风速越小。通过漏风风速曲线拟合函数预测得出回风巷附近塌陷型裂隙、采空区中部张开型裂隙和进风巷附近塌陷型裂隙距离工作面到达584m、539m、487m后,漏风风速基本为零。

3)不同区域地表裂隙的漏风风速整体呈现:回风巷侧塌陷型裂隙>中部张开型裂隙>进风侧塌陷型裂隙;根据采空区冒落“O”型圈理论,采空区中部受到较大地层压力容易压实,而回风巷道附近采空区容易形成漏风通风,因此越靠近回风侧采空区上方的地表裂隙风阻越小。

4)采取“端头堵漏”的地表漏风防控措施,即地表裂隙反复回填压实和回风侧采空区注浆封堵,可有效封堵地表裂隙漏风,抑制采空区遗煤的氧化,控制采空区惰性气体的涌出,在降低上隅角CO气体浓度的同时,可改善上隅角O2浓度低的问题,保障了煤矿的安全生产。

发表刊物:《中国煤炭》

作者:叶正亮,尚博,胡冕,郭曦蔓,汪海涛

                                        图1 测点分布示意图

                                        图2 漏风路径示意图

                                    图3 治理前上隅角O₂浓度变化趋势

                                   图4 治理后上隅角CO浓度变化趋势