瓦斯缓释剂作用下多因素对解吸瓦斯峰值浓度分布影响研究

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 51; no. 12; pp. 282 - 297
• Main Authors: 严敏, 霍世豪, 林海飞, 李泳, 杨婷, 魏嘉宁, 张坤尹
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 西部矿井开采及灾害防治教育部重点试验室,陕西西安 710054 2023; 中国煤炭工业协会西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心,陕西西安 710054%西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054; 西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054
• Subjects: 表面活性剂; 煤矿安全; coal mines safe; gas sustained-release agent; gas drainage; 瓦斯缓释剂; 瓦斯解吸; 瓦斯抽采; surfactant; gas desorption
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2022-2209

TD712; 为防范煤矿瓦斯事故,实现瓦斯高效精准抽采,在井下局部高浓度瓦斯区域喷淋瓦斯缓释剂成为防控瓦斯超限的重要手段之一.依据煤矿掘进工作面搭建相似比模型,利用自主研制的多因素影响煤体瓦斯解吸喷淋试验台,研究了喷淋瓦斯缓释剂下不同因素影响解吸瓦斯峰值浓度分布的规律,分析了APG溶液质量分数、雾化压力、煤样粒径、平衡压力、环境温度、空气流量等因素对解吸瓦斯峰值浓度分布的影响,利用Pearson相关系数法得到了喷淋瓦斯缓释剂后各因素与不同区域瓦斯峰值浓度的相关性.结果表明:APG溶液质量分数小于 0.10%时,瓦斯峰值浓度随APG质量分数增加迅速下降,超过 0.10%时下降率减小.缓释剂作用下,瓦斯峰值浓度与雾化压力、煤样粒径分别呈负线性和负指数关系,瓦斯峰值浓度随雾化压力与煤样粒径的增大而降低,煤样粒径为5～10 mm时瓦斯下降率最大;瓦斯峰值浓度与平衡压力、环境温度分别呈线性和指数函数关系,瓦斯峰值浓度随平衡压力与环境温度的升高而增加,环境温度为 35℃时瓦斯峰值浓度增长率最高.在工作面模型中心,瓦斯峰值浓度随空气流量升高而迅速降低,工作面拐角处瓦斯峰值浓度也随空气流量增大而降低,并在超过 12.7×10-3 m3/s时瓦斯峰值浓度降低速率减小.在多因素共同作用下,瓦斯峰值浓度相较于单一因素降低了 4.3%～8.0%.利用相关系数法计算得到影响进风口上下拐角、出风口上下拐角和模型中心的瓦斯峰值浓度最大因素分别为雾化压力、雾化压力、平衡压力、环境温度、平衡压力.