2.1 COSFLOW模擬模型的建立
針對工作面的具體情況及在淮南現場收集的數據,并借鑒以往的建模經驗,建立COSFLOW模型。
圖l顯示了用于模擬1242(1)工作面的簡化的地質鉆孔柱狀圖。所建模型的含水層是從l號層的頂部到2號層的底部。在l號層的頂部施加1.5MPa的壓力,使得11.2號開采煤層的賦存壓力為5MPa。
每采40 m,刪除相應的有限元,以此模擬工作面的回采。所建模型模擬了14步(總長560 m)的長壁回采。表1列出了模擬時所分的多種情況。a煤層和b煤層的瓦斯含量保持為常量2.3m3/t。
2.2 COSFLOW模擬預測的結果
謝橋礦1242(1)工作面瓦斯涌出量的模擬預測結果見圖2,1#地面鉆孔瓦斯抽放量的模擬結果見圖3。
預測的工作面瓦斯流動速率(瓦斯涌出量)在9.0~10.5m3/min,而針對不同瓦斯含量情況的 COSFLOW預測到的鉆孔抽放產出流量約2l~25m3/min。在情況2和情況4的條件下,預測結果稍有不同,表明在此階段采空區抽放對瓦斯涌出幾乎沒有影響。
2.3 COSFLOW模擬預測結果的驗證
在1242(1)工作面回采過程中,對瓦斯涌出量和1#地面鉆孔抽放采空區瓦斯的流量進行了測定。表2為1#地面鉆孔所處位置附近測定的工作面瓦斯涌出量和采空區鉆孔抽放量的實測數據。
由表2可見,工作面瓦斯涌出量在9~11m3/min內波動,平均值為9.63m3/min;采空區鉆孔的瓦斯抽放量在15~30m3/min內波動,平均值為19.(15m3/min。
通過將模擬預測(例如,工作面瓦斯涌出量和采空區鉆孔瓦斯產量)和礦井的實測數據進行對比,可以看出COSFLOW預測與實際的礦井瓦斯涌出情況能很好地吻合。
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