煤炭工程

作者：赵灿

单位：1. 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院，北京 1000132. 中国矿业大学（北京），北京 100083

关键词：回采落煤,煤块基质-裂隙结构,瓦斯放散,回采割煤,落煤运输,

针对目前工作面回采落煤瓦斯涌出预测准确率低的问题，以寺河煤矿5304工作面回采落煤瓦斯放散过程为研究对象，基于达西渗流定律和朗格缪尔等温吸附定律，构建了工作面采落煤块基质-裂隙结构下多孔介质内部瓦斯非稳态解吸渗流控制方程组。利用FLUENT求解器对不同尺寸的球状、立方体、圆柱状煤块瓦斯放散过程进行了数值模拟，采用分离变量法建立了以当量直径、表面积与体积比值、放散时间为主控变量的多尺寸多形状煤块瓦斯放散速率通式。在此基础上结合采煤机割煤与刮板输送机运煤过程，引入了用于表征采煤机割煤与刮板输送机运煤等宏观作业过程的工作面内回采落煤时空分布数学模型，构建了工作面回采落煤瓦斯涌出量预测模型。基于预测模型计算得到5304工作面回采落煤瓦斯涌出量为1.21m3/min。采用基于风量瓦斯平衡原理的工作面分段测定法测得，5304工作面回采落煤瓦斯涌出量为1.10m3/min，预测结果与实测结果之间相对误差为10.96%，验证了工作面回采落煤瓦斯涌出量预测模型的现场实用性。

来源：2025年第11期

《煤炭工程》期刊编辑部

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