采空区瓦斯浓度分布规律研究
基于CFD采空区瓦斯埋管抽采技术数值模拟研究
ｓａ ｏ ｉｈｇ ｓ ａ ｅ ｈ ｌ ｃ ａ ｉ ｄｃ ａ ａ ｅｇａ ｆ ｉｅｍｉｅｉ ｉ ｉ ｆ ｈ ｎ ｉ ｒｖｎ ｅａ ｅ ｍ ｆ ｇ ａ ．Ｔ ｋ ｎ ｔｅｆ ｌ ｍｅ ｈ ｎｚ ｏ ｌ ｃ ０Ｌｏ ｈ ｎ ｎＪｎＣ ｔ ｏ ａ ｘ ｏ ｉｃ ｓ ｈ ｕｙ ｅ ｆ ｆ Ｓ ｙ Ｓ ｐ
３ ４
李 昂 魏振 华 等 ： 于 Ｃ Ｄ采 空 区瓦斯埋 管抽 采技 术数值模 拟研 究 基 Ｆ
铁管， 采用 半 封闭或 全封 闭采 空 区抽放 瓦斯 ， 即采空
２１ ０ ２年 ３月第 ３期
基 于 上述原 理 ， 了能够 利用 Ｃ Ｄ进 行 数值 模 为 Ｆ 拟 ， 采空 区进行 简 化和假 设 。 对 ２ ２ 采空 区的基 本假 设 ．
ｔｅｒｓａｃ ｂｅｔ ｏｆ ａ ｘ ａｔ ｎｎ ｍ ｒ ａ ｍ ｄ ｌ ｆ ｉｅｃａ ｍｉ ａ ｏ ｓ ｕｔｄａ ｅ ｎ ｌ ｉ ｈ ｅｅｒｈｏｊｃ，ｇａ ｓｅｔ ｃｉ ｕ ｅ ｃｌ ｏｅ ｏ Ｓ ｏｌ ｎ ｗ ｓｃｎｔ ｃｅ ｔ ａ ａ ｓ ｇ ｒ ｏ ｉ ｈ ｅ ｒ ｆ ｒ ｙｓ
试论采煤工作面上隅角瓦斯积聚原因与处理
试论采煤工作面上隅角瓦斯积聚原因与处理摘要：综采工作面上隅角瓦斯积聚是高瓦斯矿井开采的重大隐患之一，并且工作面推进过程中，随着顶板的垮落，采空区瓦斯不断涌入工作面，污染工作面风流，很容易造成工作面及其回风巷瓦斯超限，严重制约工作面产能的释放，对安全造成严重威胁。
本文通过对瓦斯积聚原因的分析，提出治理上隅角瓦斯的方法。
关键词: 采煤工作面; 上隅角;瓦斯积聚;原因与处理在煤矿井下综采工作面生产中，普遍存在着上隅角瓦斯涌出量大和瓦斯浓度高的现象，不仅对矿井的产量和效益有影响，还严重威胁到井下职工的生命安全，很可能进一步造成瓦斯事故。
采煤工作面上隅角瓦斯积聚是很令人烦恼的一件事，并且对矿井正常生产造成严重威胁，本文通过对瓦斯积聚原因的分析，提出治理上隅角瓦斯的方法。
1.工作面上隅角瓦斯积聚的原因1.1采煤工作面瓦斯来源及其浓度分布规律采煤工作面瓦斯来源有两个方面，一是来自采煤工作面煤壁及采落的煤块；二来自采空区。
其中采空区瓦斯也来自两方面，一是来自采空区残留煤体，二是来自受采动影响的临近煤层和围岩。
采煤工作面瓦斯浓度分布规律是: 沿工作面倾斜方向从进风到回风风流瓦斯浓度逐渐增加，在中下部增加梯度较小而且慢，在工作面上部增加梯度较大而且较快；在垂直于煤壁的横断面上，瓦斯浓度总的变化趋势是从煤壁到采空区是“高——低——高”但在不同生产工艺时不同的断面上变化趋势不同；工作面上隅角瓦斯浓度高于工作面其他地点，其中上隅角上部及煤壁瓦斯浓度最高。
1.2 上隅角瓦斯积聚原因首先，相对空气而言，瓦斯本身的密度比空气小，扩散速度快，产生“瓦斯风压”，形成自然上升力，使采空区内的瓦斯向上隅角转移，加快了上隅角瓦斯的积聚。
其次，煤工作面上隅角靠近煤壁和采空区，风流经过工作面上端头时，由于巷道突然垂直转弯，使靠近煤壁的风速降低，工作面上隅角局部地区出现涡流现象，在附近出现风流循环流动现象，使采空区和工作面的瓦斯不容易被风流带走，从而使上隅角瓦斯容易发生积聚。
综采面瓦斯涌出规律的分析及综合防治措施
综采面瓦斯涌出规律的分析及综合防治措施2023-11-11目录•综采面瓦斯涌出规律分析•综采面瓦斯防治技术•综采面瓦斯综合防治措施•案例分析•结论与展望综采面瓦斯涌出规律分析由于煤炭开采的复杂性，瓦斯涌出量在不同时间段和不同区域都可能存在差异。
瓦斯涌出具有不均衡性采煤工艺的不同可能导致瓦斯涌出的方式和涌出量发生变化。
瓦斯涌出与采煤工艺相关通风系统对瓦斯涌出的控制和排放具有重要作用，通风系统的稳定性对瓦斯防治至关重要。
瓦斯涌出对通风系统有依赖瓦斯涌出规律及特点煤层厚度与瓦斯涌出煤层厚度越大，通常瓦斯涌出量也越大。
煤层透气性与瓦斯涌出煤层的透气性越差，瓦斯不易释放，容易形成高压力，增加瓦斯涌出风险。
煤层埋深与瓦斯涌出煤层埋藏越深，其瓦斯压力和瓦斯涌出量通常也越大。
开采深度与瓦斯涌出随着开采深度的增加，地应力、瓦斯压力都会发生变化，可能导致瓦斯大量涌出。
爆破作业与瓦斯涌出爆破作业可能会改变煤层的应力状态，引发瓦斯的突然释放。
工作面推进速度与瓦斯涌出工作面推进速度的变化可能会影响煤壁的暴露时间，进而影响瓦斯的释放。
综采面瓦斯防治技术瓦斯抽放技术抽放方法根据不同的煤层条件和采空区特点，可以采用不同的抽放方法，如顶板高位抽放、采空区埋管抽放等。
抽放效果通过合理的设计和实施，瓦斯抽放技术可以有效降低采空区内的瓦斯浓度，保障作业安全。
抽放原理瓦斯抽放技术是利用泵将煤层中的瓦斯抽出，降低煤层中的瓦斯压力，减少瓦斯向采空区的涌出量。
通风系统优化通风系统的重要性通风系统是保障矿井安全的重要设施，可以有效地将新鲜空气引入井下，排出有害气体，降低矿井内的瓦斯浓度。
通风系统优化方法通过合理布置通风口的位置，调整风量的大小和方向，以及使用先进的通风设备等手段，对通风系统进行优化。
通风系统对瓦斯防治的作用合理的通风系统可以有效地控制瓦斯的涌出和积聚，防止瓦斯浓度超标和事故的发生。
瓦斯预警与监测技术瓦斯预警系统的组成瓦斯预警系统包括传感器、数据采集装置、数据处理和分析软件等部分。
三水平丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究
三水平丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究平煤股份一矿是一现代化矿井，是集团公司的主力矿井之一，主要开采丁组、戊组煤层。
随着矿井开采深度的逐步延伸，煤层瓦斯含量、瓦斯压力逐步加大。
三水平丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究与应用，主要结合现有丁二东西翼丁5、丁6原始瓦斯压力、瓦斯含量分布，煤层的掘进及回采瓦斯涌出情况、区域划分指标、区域验证指标等参数的研究，最终找到三水平丁二丁組煤层的瓦斯条带分布规律。
根据瓦斯条带分布规律情况制定相应的应对措施，从而起到治理瓦斯的作用，最终达到安全高效开采丁组煤层的效果。
标签：瓦斯条带分布；瓦斯防治；应对措施1 一矿三水平丁二采区概况三水平丁二采区以皮带上下山、轨道上下山为界划分为东、西两翼，其中西翼煤层标高从-420m到-800m，东翼煤层标高从-510m到-800m，西翼向西直到一、六矿井田边界，东翼向东走向长度约为2500m。
首先开采西翼上山部分，单面生产，生产能力设计为100万t/a。
煤炭工业储量1268万t，可采储量845.5万t，采区服务年限为13年。
2 三水平丁二采区丁组煤层瓦斯条带分布规律研究2.1 三水平丁二采区丁5、丁6煤层瓦斯涌出量、区域验证统计分析根据丁5、丁6煤层涌出量及区域验证参数统计，丁二皮带以西0-800m绝对瓦斯涌出量在0.4-0.9 m?/min，突出危险性预测指标q值最大值0.9-1.8L/min，钻屑量3.1-4.0Kg/m，800m-1200m绝对瓦斯涌出量在1.2-3.6 m?/min，突出危险性预测指标q值最大值达到14.3L/min，钻屑量最大达到8.7Kg/m，1200m以里绝对瓦斯涌出量在0.5-0.9 m?/min，突出危险性预测指标q值在0.8-2.1L/min，钻屑量最大3.9Kg，并且800m-1200m瓦斯涌出量均有不同程度的偏大，发现q值、S值超限次数在800m-1200m之间，丁二轨道以东0-400m绝对瓦斯涌出量在1.5-2.1m?/min，突出危险性预测指标q值最大值3.3-3.6L/min L/min，钻屑量3.1-3.5Kg/m，400m-900m绝对瓦斯涌出量在1.9-2.7m?/min，突出危险性预测指标q值最大值达到11.3L/min，钻屑量最大达到6.8Kg/m，900-2000m以里绝对瓦斯涌出量在0.5-1.6 m?/min，突出危险性预测指标q值在1.2-4.8L/min，钻屑量最大4.5Kg，并且400-900m掘进期间瓦斯涌出量均有不同程度的偏大，发现q 值超限次数在400-900m之间，突出危险性增大。
回采工作面瓦斯涌出规律及主要影响因素分析
回采工作面瓦斯涌出规律及主要影响因素分析摘要：影响采空区瓦斯涌出量的主要因素是多方面的，除瓦斯地质因素外，主要有顶板控制、回采工序、风量变化、通风方式。
通过分析回采工作面采空区瓦斯涌出现象及规律，掌握影响回采工作面采空区瓦斯涌出的主要因素，以便采取相应的瓦斯治理方法，保证采面正常回采。
关键词：瓦斯涌出规律主要因素治理10300采区采面为对拉式回采面，煤层厚度0.90m～1.30m，煤层倾角约8°,无烟煤，面长90m，走向长壁后退式炮采，单体液压柱支护，充填法控制顶板；采用上出口主进风，中间运煤巷辅助进风，下出口回风。
采面在回采过程中，多次发生过瓦斯异常涌出，严重影响了采面正常生产。
1瓦斯来源分析在开采初期，高瓦斯采面风流瓦斯浓度在0.11%～0.35%，采面回风隅角瓦斯浓度在0.35%～0.90%，采面回风流瓦斯浓度在0.22%～0.65%。
顶板初期来压后，高浓度瓦斯大量由采空区涌向回风隅角，瓦斯浓度在1.25%～9.0%，采面回风流瓦斯浓度在0.5%～2.5%，面上风流瓦斯浓度没有大的变化。
经分析可知，采面回风隅角、回风流瓦斯浓度高的原因，在于采空区高浓度瓦斯大量涌出的结果。
2 回采工作面瓦斯涌出规律通过分析资料，回采工作面瓦斯涌出量的大小与工作面所在的区域有关，受回采工艺的影响很大，并且随开采工艺的变化回采工作面瓦斯涌出的来源也有所不同，既有本煤层、本煤层采空区、邻近采空区和邻近层采空区涌出的瓦斯量不同。
2.1 本煤层与本煤层采空区瓦斯涌出开采初期，回采工作面风量充足，工作面瓦斯涌出量比较稳定，瓦斯涌出无异常现象，且瓦斯涌出量约为0.6m3/min。
开采一段时间后，采空区面积增多，煤层和围岩的瓦斯大量涌入到采空区，在通风负压的作用下，高浓度瓦斯从采空区涌出到回采工作面的回风隅角，造成回采工作面回风流瓦斯浓度超限，瓦斯涌出量高达21.8 m3/min。
2.2 邻近采空区瓦斯涌出回采工作面开采前，位于同一煤层的邻近采面已经开采结束。
采空区瓦斯运移规律数值模拟
论文题目：采空区瓦斯运移规律数值模拟专业：应用数学硕士生：李书兵（签名）_____________ 指导教师：曹根牛（签名）_____________摘要长期的生产实践证明，矿井瓦斯运移规律预测是瓦斯防治不可缺少的重要技术环节。
矿井瓦斯是煤矿生产过程中主要的不安全因素，瓦斯灾害是威胁我国煤矿安全生产的最主要灾害，所以加强对瓦斯灾害的治理是保障矿井安全、高效生产的必要前提，瓦斯的运移、分布规律对矿井的设计、建设和开采都有重要影响。
随着开采深度和产量的增加，瓦斯潜在的影响更加显著，其模拟结果的正确与否，将直接影响矿井的技术经济指标。
为此，提出了研究矿井“采空区瓦斯运移规律的数值模拟”研究课题。
本文通过对陈家山矿416工作面采空区的长期实验观测，得到了采空区瓦斯分布的数据，首先分析了该采空区瓦斯主要来源于邻近层涌入的瓦斯和本煤层开采涌出的瓦斯，并对影响采空区瓦斯运移的因素进行层次分析法分析，得出漏入采空区的氧气是影响采空区中瓦斯运移最重要的因素，其次运用数学中的迭代方法对采空区中的非线性渗流方程进行改进，划分出该采空区中不同的流态区域，最后在总结目前采空区瓦斯运移特点、运移规律预测及数值模拟的研究的基础上，建立采空区与巷道风流流动场方程的数学模型，运用FLUENT软件进行数值模拟，以图形的方式展示了采空区瓦斯的分布规律，为采空区瓦斯治理及工作面瓦斯治理提供了可靠的理论依据。
关键词：采空区；瓦斯；层次分析法；迭代；数值模拟研究类型：应用研究Subject ：Numerical Simulation of Gas Migration Rule in Goaf Specialty ：Applied MathematicsName ：Li Shubing (Signature) ______________ Instructor ：Cao Genniu (Signature) ______________ABSTRACTThe long-term production proved that the prediction of migration rule of gas in mine prediction is an important and indispensable technology for mine's prevention and control link. mine gas is the main factors of insecurity in the process of coal production, Gas disaster is the major disaster of threat to China's mine safety production.so it is a necessary prerequisite to strengthen the governance of gas disaster for protecting the mine safety and efficient production and it is a significant impact to gas transport and distribution for mine design, construction and mining. With the increase in mining depth and production,gas potential impact will have more significant and the simulation results of the right or wrong, it will directly affect the technical and economic indicators of mine.Toward this end,we made a study of “Numerical Simulation of Gas Migration Rule in Goaf”.This article have goaf gas distribution data through the long-term experimental observations in the Chenjiashan Mine Goaf 416 face.First of all we analysis the gob gas mainly from the adjacent layer of the influx of gas and the coal seam gas emission and use AHP to analysis the factors affecting goaf gas migration，and found oxygen gas in goaf is the most important factor to affect the gas transport Second, we use the iterative method in mathematics to improve the nonlinear flow equations in goaf and carved out the different flow pattern of regional.Finally,we establish Merry mathematical model of flow field equations in the goaf and the roadway based on the study of summarizing the current characteristics of goaf gas migration, migration laws of prediction and numerical simulation. This article use FLUENT software for numerical simulation in order to display goaf gas flow distribution in graphical. Provides a reliable theoretical basis for gas governance and management.Keywords:Goaf Gas Analytic Hierarchy Process Iteration Numerical Simulation Thesis : Application Research1 绪论1.1 选题背景煤炭是我国一次能源的主体，煤炭工业承载着经济发展、社会进步和民族振兴的历史重任，是现代工业的血液，同时煤矿安全工作是全国工业安全工作的重中之重。
关于放顶煤工作面瓦斯治理的技术研究
口处 ，在 经 理 办 公 桌 的 正 上 方 设 置 一 个 亮 度传 感 器 ， 作者单位 ：大连 大学建筑工程学院 参考文献 ： 当室 内 照 明 不 足 时 可 以 对 筒灯 的 亮 度 自动 进 行 调 节 以 【】 汉 章 ． １李 建筑 节 能 技 术指 南ｆ ． 京 ： 国 建筑 工 业出 版 Ｍ】 北 中 从 而 保 持 恒 定 的 照 明 。将 红 外 传 感 器 设 置 在 走 廊 ，当 社 ，０ ６．２ ２ｏ １． 有人进入走 廊时 自动开灯 ，离开后 自动延时２ 秒 钟熄 ０ ｆ】 涌， ２武 刘长滨 ． 中国建 筑节能经济激励政 策研 究【 ． Ｍ】北京 ： 中国 ２Ｏ ．２ 灭 ，以 达 到 节 省 电 能 的 目的 。 大 堂 的 四 个 角 落 分 别设 建筑 工业出版社 ，０ ７ Ｏ ． 【】 昌． ３王宗 建筑施工细部操作 质量控 制（ ． ： Ｍ】北京 中国建筑工业 出 置一个可以进行 多点控制的 四键开 关 ，方便在不 同地 版 社 ，０ ＂．７． ２ ０／０ 点控制 照明。并在大堂 电路的 总线处设置一定时 器 ， 上班前一段时 间 自动开灯 ，午休时 关闭部分 电路 ，下 区域 灯舆 种类 回路 数 控制 方式 功率 （ ） ｗ 班 后 自动 切 断 全 部 电 源 。 普 通 办 公 室 只 需 在 人 口处 设 吊灯 ２ 调光 ６０ ０ 置一两键开关方便进 行多点控制 ，另每 层楼设置一定 会议 室 筒灯 １ 调兜 ２０ ０ 时 器即 可 目光 灯槽 １ 开 关 ４０ ８ 射灯 １ 调光 ３０ ０ 通 过 在 整 个 大 厦 采 用 楼 宇 自控 系统 ，将 照 明 作为 一 普通室 日光 灯盘 ２ 开关 ３０ ６ 个子 系统纳入其 中统一管 理 。不仅在现 场可以控制各 落地 灯 ｛ 调 光 １０ ｏ 个 区域 的灯 光 ，还可通过 中央监控 系统对 照明状况进 经理办 公 室 台灯 ’ 调 光 ６ Ｏ 行监控 ，既方便 了物业管理又可节约能源。 筒 灯 １ 调 光 ２ｏ ｏ 结束语 ：建筑节能是最近几年 社会建筑发展的一个 『 公大 堂 目光灯 盘 ４ 办 开 关 ７０ ２ 基 本 趋 势 ，也是 建 筑 科 学 技 术 的 一 个 新 的 增 长 点 ，建 Ｉ 走廊 目光 灯盘 ６ 有动开 关 （ 外 感应 ） 红 筑 企 业 应 坚 持 不 懈 ，抓 住 时 机 地 推 进 建 筑 节 能 ， 并 根 据 情 况 推 进 建 筑 节 能 ，用 不 同 的 方 式 来 加 快 建 筑 节 能 表２ 回路划分 的 脚 步 ，使 我 国 早 日迈 进 世 界 能 源 大 国 的行 列 。
夏阔坦煤矿1005综放工作面的瓦斯综合防治技术
治措施 ， 做到超 前预防 ， 超前处理 ， 消除 、 减弱瓦斯灾害 ，
提高矿井瓦斯防治水平 ， 实现矿井安全生产 。
ｌ 矿 井工 作 面 的概 况
夏阔坦煤矿为单翼开采 ， 共一个采区 。１ ０ ０ ５ 综放工
作 面位于 矿井 主斜 井 以西 ，工作 面标 高 ＋ １ ５ ５ ４ ～ ＋ １ ５ ２ ７ ｍ， 工作 面走 向长度 ９ ０ ０ ｍ， 倾 斜长度 １ ０ ０ ｍ。１ ０ ０ ５工作
面开采下 １ ０号煤层 ，赋存稳定 ，结 构简单 ，煤层倾角
１ ０ ． ５～１ ３ 。， 煤 层厚 度 ５ ． ７～ ７ ｍ， 工 作面 煤层 平均 瓦斯 含量 ５ ． ９ １ ２ ｍ ３ ／ ｔ ， 上距 下 ８ 号煤层平 均层 间距 ６ ３ ． ４ １ ｍ， 下 距下 １ ２ 号煤层平均层 间距 ２ ８ １ Ｔ Ｉ 。工作 面采用 “ Ｕ ” 型均 压通风方式 ， 平 均进风量 １ ３ ０ ０ ｍ ３ ／ ｍ ｉ ｎ ， 顶板管理为全部
本 参数 （ 如表 １ 所示） 及 国 内同类矿井 抽 采经验 ， 设计
作者简 介 ： 王广宏（ １ ９ ７ ９一） ， 男， 山东汶上人 ， 工学硕 士， 工程师 ， 从事瓦斯抽采与治理研究 、 瓦斯抽采工程设计及施工等工作 。
山 西 煤 炭 ＳＨ ＡＮ Ｘｌ ＭＥ Ｉ ＴＡＮ
第３ ３ 卷 第５ 期
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２ 工 作 面 瓦斯 涌 出规律
工作 面瓦斯 涌出量 的大小 主要取决 于煤层 瓦斯含
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采空区瓦斯浓度分布规律研究
摘要：通过对采空区顶板覆岩活动及空隙介质特征分析，采用现场束管监测的方法来测定采空区瓦斯浓度分布。
根据现场观测结果进行了采空区瓦斯浓度分布状态分区，得出采空区后方0-6m范围内的瓦斯稀释的区域；6～10 m范围内的瓦斯聚集区域；10 m以外的范围是瓦斯稳定区域，并根据这个理论，本文主要分析了采空区后方的岩层活动和瓦斯浓度分布的关系，得出造成采空区瓦斯浓度分布不同的根本原因。
关键词：采空区瓦斯浓度状态分区岩层活动
Goaf gas concentration distribution
Abstract: Through the roof rock activities in gob and the porosity media features analysis, Using the method of the scene beam pipe monitoring to determine he Distribution of Gas Density in Gob. According to the scene test results divided the gas density in gob into different regions. Reaching conclusion that 0-6m behind gob is gas dilution area and 0-10m behind gob is gas Gathering area and 10m beyond is gas stabilizing area. We analyzed the rough relationship between the distribution of gas density in gob and the strata movement. We get the basic causing that the different on the distribution of gas density in gob.
Keywords: Gob; the gas density ; State partitions; Strata movement
1 引言
随着煤层工作面向前推进，由原始的煤层、围岩与瓦斯流体组成的平衡状态遭到破坏，工作面后方的煤层顶板不断冒落下来形成采空区，采空区上方煤层、岩层产生变形、下沉及断裂等变化形成裂隙、裂纹，从而改变了瓦斯原来的流动状态和赋存状态[1-4]。
瓦斯从煤层及围岩中通过贯穿的空隙空间向采空区和采场流动，甚至大量的涌出。
为了有效地治理工作面瓦斯，研究采空区瓦斯浓度分布规律，掌握采空区瓦斯浓度分布情况，以及它与工作面上隅角瓦斯积聚的关系，对矿井瓦斯灾害防治、防治瓦斯涌入工作面、采空区瓦斯抽放和煤与瓦斯共采技术的实现有重要的现实意义[5-7]。
2 采空区瓦斯浓度分布的测定方法和结果
采用现场束管监测的方法进行测量，具体方法是将直径为6 mm 的胶管沿着回风巷上帮着埋入采空区内，将其装入在直径为25 mm 的硬胶管内部，并将其加以保护，而架木垛保护则是在测管的捡起口周围，这样进气口就受到了岩石垮落和砸坏等方面的保护。
（如图1）测量工作都是对着工作面的前进在不断推进，同时进气口的木垛保护也将进入采空区的范围之内，并且将采空区域内的瓦斯抽出来的是用抽气气囊通过测气管来进行的，这些方面做完之后则是运用分布
式光纤瓦斯的检定器，来测试抽取出来的瓦斯浓度情况，分别对采空区内瓦斯与工作面瓦斯之间不同距离内的浓度与变化规律。
测量时随着工作面不断向前推进，木垛保护的进气口逐渐进入采空区，用抽气气囊通过测气管将采空区内的瓦斯抽取出来，然后用分布式光纤瓦斯检定器测定瓦斯浓度，分别考察距工作面不同距离处采空区瓦斯浓度及其变化规律。
这次的检测一共要进行2次，每次在30 m埋入测试管，其中测试的时间为每次15天，同时每天都要测量9次，且都是在不同的时间段内进行，测量人员记录测量时的瓦斯浓度值和时间。
通过这2次的埋管测量，其测量结构在Excel的表格中进行的相关处理，并根据处理结构绘制出采空区瓦斯浓度与距工作面的距离关系曲线图，如图2（a），（b）所示。
3 采空区瓦斯浓度分布测定结果分析
采空区瓦斯浓度分布通过对测定结果的分析有以下几方面的规律。
(1)从工作面到采空区后方6m范围内瓦斯浓度变化不大，在0.8%上下波动。
根据现场调研，造成此现象的原因为:(1) 测量面直接顶厚度是约1米的砂质泥岩，砂质泥岩随着工作面的推进，不断垮落，因此靠近工作面附近的采空区直接顶处于初始冒落状态、岩石松散地排列极不规则且有较大的空隙。
通过支架空隙大量的新鲜风流从进风巷流进采空区，进入采空区的新鲜风流对其内原有的瓦斯进行混合稀释后，又在通风负压的作用下，从工作面上隅角涌出，且越靠近工作面，风流风速越大，因而对瓦斯的稀释、运移作用程度越大，瓦斯浓度变小，造成此范围内采空区的瓦斯浓度较低。
如图3所示。
(2)由于测量面老顶是约6米厚左右的细砂岩和中粒粗砂岩组成，岩性较硬，随着工作面的推进呈周期性垮落，在垮落之前，采空区形成一定范围的不垮落空间，如图4所示。
采空区瓦斯在浓度差的作用下从高瓦斯区域向低瓦斯区域扩散，并融入到工作面的风流中随着风流进入回风巷，造成从工作面到采空区后方6m范围内瓦斯浓度变化不大，如图5所示。
(2)采空区距工作面6-10m之间时，瓦斯浓度逐渐增大，最大达到2.4%。
这主要是因为此阶段老顶还没有完全垮落，但随着工作面的不断推进采空区老顶也逐渐下沉，距离工作面越远，老顶下沉越严重，在采空区形成了一个三角形状的不垮落空间，如图4所示，而处于此三
角形最深处的空间由于距离工作面较远，漏风流很小，对瓦斯运移作用甚微，导致此区域内的瓦斯得不到很好的稀释作用。
同时由于此角落内瓦斯存在空间的缩减，而岩层的裂隙增大，造成采空区瓦斯通过岩层裂隙运移到此空间在此聚集，造成采空区距工作面6-10m之间时，瓦斯浓度增大。
(3)采空区距工作面l10m以外，瓦斯浓度逐渐减小并趋于稳定状态，瓦斯浓度在1.4%上下波动。
这主要是因为在距工作面较远的采空区垮落的岩块已经逐渐被压实，岩层的裂隙减小，使瓦斯的运移能力减弱，周围瓦斯很难流入进来，瓦斯来源减小，因此瓦斯的涌出也趋于稳定。
4 采空区瓦斯浓度分布状态分区
为了更好的分析采空区内的瓦斯浓度分布规律，根据现场观测结果进行了采空区瓦斯浓度分布状态分区，如图6所示。
(1) A为瓦斯释稀区:此区范围为从工作面到采空区后方6m左右距离，此区岩层活动特点为直接顶处于初始冒落状态、岩石松散地排
列极不规则且有较大的空隙。
此区老顶受煤壁支撑作用空间较大，流经该区的新鲜风流风速也大。
大量新鲜风流的流入使此范围内的涌出瓦斯受风流混合释稀作用，瓦斯浓度变化不大。
(2)B为瓦斯聚集区: 此区范围为采空区距工作面6-10m左右距离，此区岩层活动特点为在载荷作用影响下老顶逐渐下沉并产生裂隙，但并没有完全垮落，距离工作面越远，老顶下沉越严重，距离工作面较远处与直接顶的垮落岩块部分接触。
因为此区距离工作面较远，漏风流很小，对瓦斯运移作用甚微，不能对此范围内涌出的瓦斯很好的进行释稀作用，同时老顶下沉造成此区瓦斯的空间减小，瓦斯在此聚集造成瓦斯浓度较大。
(3)C为瓦斯稳定区:此区范围为采空区距离工作面10m以外处，此区的岩层活动特点为老顶完全垮落，采空区垮落的岩块已经逐渐被压实，岩块空隙减小，使瓦斯的运移能力减弱，此区处于滞风区，风速微小，瓦斯涌出已趋于衰弱对瓦斯的扩散运移作用甚微。
致使此范围内瓦斯浓度趋于稳定，瓦斯浓度值较小。
工作面后方采空区由落煤、垮落岩体和顶板跨落后形成的多孔介质填充而成，各处煤与岩石在上覆岩层的载荷作用下被压实程度差别很大，同时各点又处于不同的风压作用下,各点处漏风风流大小不同。
采空区后方距工作面较远处空间的瓦斯在压力作用下，其中一部分瓦斯会向回风中运移，直到流入回风巷随风流带走。
而在采空区后方深部的瓦斯，压差作用比较小，很难克服摩擦阻力，导致着部分瓦斯的
运移速度很慢或者根本无法向回风中运移，这就是造成采空区瓦斯浓度分布不同的根本原因。
5 结论
(1)采用现场束管监测的方法，研究了采空区瓦斯浓度的变化规律。
得出从工作面到采空区后方6m处瓦斯浓度很小且变化不大，瓦斯浓度在0.8%上下波动；采空区距工作面6-10m范围，瓦斯曲线呈上升趋势浓度逐渐增大，最高达到2.4%；采空区距工作面10m以外，瓦斯浓度逐渐减小并趋于稳定，最终的瓦斯浓度在1.4%上下波动。
(2)根据现场观测结果对采空区瓦斯浓度的分布状态进行了分区。
划分从工作面到采空区后方0-6m范围为瓦斯释稀区；6-10m为瓦斯聚集区；10m以外为瓦斯稳定区，并分析了采空区后方的瓦斯浓度分布与岩层活动的关系，得出造成采空区瓦斯浓度分布不同的根本原因。
参考文献
[1]钱鸣高，茅献彪，缪协兴．采场覆岩中关键层上载荷的变化规律[J]．煤炭学报，2010．
[2]张瑞林，李东印，魏军等.瓦斯涌出影响因素及其变化特征研究[J].煤炭科学技术，2005．
[3]王海涛，徐全伏．高瓦斯综采工作面瓦斯综合治理实践[J]煤炭技术，2006．
[4]叶青，林柏泉，姜文忠．回采工作面瓦斯涌出规律研究[J]．中国矿业，2006．
[5]李树刚．综放开采围岩活动及瓦斯运移[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2000．
[6]王继承，马占国．浅埋煤层厚硬顶板破断与冒落的数值模拟[J]．矿山压力与顶板管理，2010．
[7]许家林，钱鸣高．覆岩关键层位置的判别方法[J]．中国矿业大学学报，2000．。