工作面“U+L”型通风系统向“U+U”型改造的研究

为了解决某矿3405综采工作面在"U+L"型通风系统条件下回风巷及上隅角瓦斯经常超限的问题,建立了该综放面在"U+L"型和"U+U"型通风系统下的物理模型和数学模型,对比模拟结果分析了2种通风系统下采空区沿工作面推进方向、工作面宽度方向和垂直方向的瓦斯分布规律。数值模拟和对改造前后对34052回风巷、34053回风巷及上隅角瓦斯浓度监测表明"U+U"型通风系统有效地保证了回风巷及上隅角瓦斯浓度处于低位,保证了工作面安全回采。     

高瓦斯综采工作面偏W型通风系统研究

针对高瓦斯矿井采用传统U型通风系统时出现的上隅角瓦斯浓度超限等问题,本文首先分析了瓦斯风排能力较好的U+L型和偏W型通风系统的巷道结构及适用性,随后以偏W型通风系统为研究对象,重点对U型和偏W型系统的通风阻力进行了对比计算,然后利用FLUENT软件模拟了两种通风系统下的瓦斯体积分数分布,可知"两进一回"式偏W型通风系统,由于采用两巷并联进风,因此风压损失较小,可有效解决回风巷和上隅角瓦斯浓度超限等问题,适合高瓦斯、长壁工作面矿井通风。     

寺河矿大采高工作面新型“U”型通风瓦斯治理技术

针对"三进两回"、"两进一回"等偏"Y"型多巷通风系统存在的部分工作面回风流经采空区、工作面回风巷瓦斯浓度高、区域需风量大等缺点,以及"U"型通风上隅角瓦斯难治理等难题,结合寺河矿东井抽放系统能力,利用Fluent模拟软件分析了大采高综采工作面采空区及上隅角瓦斯流场变化情况,并提出了"高位钻孔+中位钻孔+穿透钻孔+闭墙埋管"一体化瓦斯治理措施。通过对采空区高浓度瓦斯进行抽放拦截,使上隅角负压点朝向采空区,避免了采空区高浓度瓦斯向上隅角运移,解决了"U"型通风上隅角瓦斯易超限的难题,杜绝了综采工作面瓦斯事故的发生。     

工作面U型与Y型通风方式风排瓦斯能力探讨

针对传统工作面U型通风方式存在的回风隅角瓦斯浓度偏高问题,分析了工作面U、Y型通风方式的工作原理,然后利用FLUENT软件模拟了流场分布及瓦斯浓度分布情况,结果表明"两进一回"的Y型通风方式可显著降低工作面回风隅角的瓦斯浓度,但在工作面通风方式选择过程中,还应从维护成本等角度考虑。     

W型通风方式下采空区瓦斯运移规律数值模拟研究

针对高瓦斯矿井采用传统U型通风方式上隅角瓦斯浓度容易超限的问题,提出采用W型通风方式,应用FLUENT软件对综采工作面W型通风方式下采空区瓦斯运移规律进行了数值模拟研究。结果表明:上下巷进风中间巷回风的W型通风方式可以有效的降低回风巷浓度,解决U型通风上隅角超限问题;同时确定了采空区高浓度瓦斯富集带,为有效提高瓦斯抽采率提供依据;相比较于上两条巷进风下面巷回风和下两条巷进风上面巷回风的W型通风方式,上下巷进风中间巷回风W型通风方式是W型中较好的形式。     

U型通风系统上隅角埋管采空区瓦斯治理技术

以山西晋煤集团岳城煤矿1303(下)综采工作面为例,探讨了U型通风系统上隅角埋管采空区瓦斯抽采技术,试验结果表明,采用上隅角采空区尾部埋管抽放技术能够改变采空区瓦斯流场,抑制上隅角瓦斯向回风巷涌出,有效降低上隅角及工作面回风流瓦斯浓度。     

并列双U型通风方式在高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理中的应用

针对寺河矿二号井15#煤层本煤层瓦斯含量大、上覆采空区及邻近层瓦斯涌出量大的实际问题,在瓦斯抽放的基础上,提出了一种新型的并列双U型通风方式,并对该通风方式的构成、特点、关键技术及其与大U套小U型通风方式的区别进行了论述.通过在XV1301工作面的瓦斯治理实践表明,并列双U型通风方式通风能力大、瓦斯处理能力强,可消除上隅角风流涡流状态,不易积聚瓦斯；工作面上隅角、回风尾部联络巷及两条回风巷瓦斯浓度始终处于受控状态且有较大的富余系数,保证了工作面的高效安全生产.     

Y型通风采空区瓦斯浓度的数值模拟研究

针对回采工作面U型通风方式容易造成上隅角瓦斯浓度超限的问题,提出Y型通风方式,建立采空区的瓦斯流动控制方程和系统物理模型。并对采空区瓦斯浓度进行了数值模拟,模拟结果显示Y型通风方式能拦截采空区瓦斯进入工作面上隅角及回风巷,有效避免了工作面上隅角瓦斯的积聚。     

煤矿综采工作面高抽巷通风技术研究

针对U型通风方式存在的回风隅角瓦斯浓度偏高等问题,本文首先对高抽巷的瓦斯抽采原理进行了分析,然后对高抽巷与回风巷的垂直距离和水平距离等参数进行了公式计算,得出高抽巷的最佳层位参数,最后利用FLUENT软件模拟分析了高抽巷对U型通风方式下工作面巷道和采空区的瓦斯浓度分布的影响,结果表明增加高抽巷后可有效避免回风隅角瓦斯聚集,保障生产安全性和工作面瓦斯浓度控制的稳定性。     

基于FLUENT的“U形通风+高抽巷”瓦斯运移规律数值模拟

以质量守恒方程、连续性方程、动量守恒方程等为理论基础建立了数学模型,通过流场模拟软件FLUENT模拟了在U形通风系统和"U形通风+高抽巷"2种形式下S2107工作面的采动裂隙场瓦斯浓度分布,对比分析了这2种形式下瓦斯浓度分布和上隅角瓦斯浓度,并通过现场实测验证高抽巷抽采效果,为治理上隅角瓦斯和采空区的瓦斯抽采提供更科学的理论依据。     

基于CFD模拟的采空区瓦斯分布规律研究

为了研究高瓦斯综采工作面下的采空区瓦斯分布规律,以某矿15110综采工作面采空区为原型,使用FLUENT软件对U型、U型+高抽巷、Y型、Y型+高抽巷+采空区埋管抽采进行数值模拟和分析。结果表明:相比于U型通风下采空区上部瓦斯积聚严重,U型通风联合高抽巷能有效降低采空区裂隙带的瓦斯,高抽巷瓦斯浓度和混合流量模拟值分别为43.52%、197.50 m~3/min,与现场监测值接近;但上隅角瓦斯浓度偶尔超限。在Y型通风下,瓦斯浓度随着采空区深度的增加而升高,随着靠近沿空回风巷而升高;上隅角瓦斯浓度相比于U型通风能有效降低。相比于Y型通风下沿空回风巷瓦斯浓度容易超限,Y型通风联合高抽巷、采空区埋管抽采的瓦斯防控体系能有效降低高瓦斯综采工作面的瓦斯浓度,为解决高瓦斯综采工作面瓦斯超限难题提供了理论指导。     

沿空留巷U型通风瓦斯时空分布及治理研究

针对明鑫煤矿沿空留巷单U型通风回采初期回风巷和上隅角瓦斯蓄积问题,建立瓦斯对流和扩散数学方程,构建强耦合物理模型;对通风稳定阶段,上隅角埋管联合高位钻孔抽采和纯风排条件下瓦斯时空分布进行研究,并通过现场实践进行验证。研究结果表明：回采距离为20 m时,采空区流场形成B型和D型复合分布,使工作面瓦斯体积分数出现峰值现象,存在抽采条件下沿空留巷侧采空区2/5区域形成截流影响区,1/7区域形成三角回流区,表明抽采作用可减弱留巷侧采空区流线向上隅角闭合和采空区流线向留巷侧采空区发展的趋势;抽采条件下,上隅角位置采空区走向方向瓦斯体积分数上升起始点较纯风排滞后4.7 m,上隅角瓦斯体积分数峰值和工作面平均值、回风巷平均值分别下降了86%、69%、37.7%。现场实践表明：治理前后回风巷瓦斯体积分数平稳区延长60 m,上隅角与回风巷瓦斯体积分数峰值下降21.7%。     

综放工作面“U+Ⅰ”通风系统与煤自燃的关系

分析了综放工作面"U+Ⅰ"型通风系统的特性,推导了该系统各条巷道的配风关系式,考察了高位巷通畅与堵塞时期"U+Ⅰ"型通风系统的风排瓦斯效率,并结合2005年神华宁夏煤业集团公司乌兰煤矿5344工作面的"4.8"火灾案例,运用数值模拟的方法分析了"U+Ⅰ"型通风系统高位巷阻塞或通畅对采空区氧浓度场的影响。研究表明:高位巷阻塞期间风排瓦斯效率变低,上隅角瓦斯浓度升高,氧化升温带在回风侧离工作面较近且范围更大。研究结果对于防治工作面瓦斯超限和采空区煤自燃具有十分现实的指导意义。     

U型通风综采工作面瓦斯综合治理技术实践

针对成庄矿U型通风综采工作面回风上隅角瓦斯易积聚、不可控等问题,采用采空区大流量埋管抽放、采空区顶板走向长钻孔抽采、地面采动区L型井抽采和上隅角导风筒抽放综合治理措施,对4322综采工作面的治理效果进行跟踪考察,统计工作面回采期间风排瓦斯量、瓦斯抽采量和绝对瓦斯涌出量的变化对应关系,瓦斯抽采量占比工作面绝对瓦斯涌出量平均值达到70%,上隅角瓦斯浓度可控制在0.8%以下,回风巷瓦斯浓度可控制在0. 6%以下,证明了瓦斯综合治理措施效果良好,U型通风综采工作面实现了安全生产。     

Y型通风采空区风流和瓦斯分布数值模拟研究

目前,很多煤矿开始运用两进一回Y型通风方式(机巷和风巷进风,沿空留巷回风),来解决上隅角和回风巷瓦斯浓度超限的问题。为了掌握Y型通风采空区风流与瓦斯运移的分布规律,根据现场实际首先运用Gambit建立了两进一回Y型通风采空区物理模型,并进行网格划分,然后运用Fluent软件对两进一回Y型通风方式采空区漏风流场、漏风量(沿采空区边界风速分布)、自燃三带和瓦斯浓度分布进行数值模拟研究。通过模拟结果得出了,两进一回Y型回采工作面采空区漏风流场、漏风量(沿采空区边界风速分布)、自燃三带和瓦斯浓度分布的一般规律,为治理上隅角、回风巷瓦斯超限及采空区遗煤自燃和瓦斯爆炸提供了理论依据。     

采场瓦斯运移规律模拟及其治理措施分析

基于渗流连续性方程、动力弥散方程,建立了U型通风工作面的瓦斯质量分数数学模型,并对瓦斯质量分数分布规律进行了模拟,发现采用U型通风系统,瓦斯最易积聚在工作面上隅角附近、采煤机附近和支架后部区域.在U型通风条件下,可通过均压通风或上下隅角吊挂风帘堵漏等措施解决上隅角和回风巷的瓦斯超限;当在煤层瓦斯含量较高且煤层自然发火危险性较低时,可采用U+L型、Y型通风系统,自然发火危险性较高时,采用U+I型通风系统并适当进行尾巷负压调节;对于高瓦斯工作面来说,应采用综合的瓦斯抽采方法.     

“Y”型通风工作面的瓦斯治理

随着矿井开采的延伸和采煤工作面机械化程度不断提高,采煤工作面"U"型和"U+L"型通风方式中,工作面的上隅角及回风巷瓦斯管理难度大幅度增加,制约着煤矿的安全生产。采煤工作面采用无煤柱开采沿空留巷布置,结合"Y"型通风方式,合理调配风量并进行综合瓦斯抽放,实践证明能从根本上解决上隅角及回风瓦斯管理困难的问题。     

综放工作面配风量对采空区遗煤瓦斯涌出的影响研究

为了得到综放工作面配风量与通风方式这两个通风关键因素对采空区遗煤瓦斯涌出的影响规律,以郑煤集团新郑煤电有限责任公司11208综放工作面为研究对象,建立了综放工作面采空区遗煤瓦斯运移CFD稳态计算模型,在验证了计算模型计算结果正确性的基础上,利用该模型对U型、U+I型、偏Y型、并列双U型四种通风方式下工作面配风量对上隅角瓦斯浓度、回风巷瓦斯浓度、风排瓦斯巷瓦斯浓度、总风排瓦斯量的差异性进行了定量化分析,研究结果表明,U+I型、偏Y型与并列双U型通风方式有利于控制上隅角瓦斯浓度,但采空区风排瓦斯巷存在瓦斯超限隐患,研究结果对综放工作面通过配风量控制采空区遗煤瓦斯涌出措施具有重大的参考价值。     

基于移动坐标下“U”型与“U+I”型通风方式下采空区遗煤瓦斯涌出对比分析

利用CFD三维可视化数值模拟技术分别对"U"型与"U+I"型通风方式下采空区瓦斯运移进行了模拟计算,运用UDF接口建立了基于工作面移动坐标下的采空区遗煤瓦斯渗流计算模型与回采巷道内瓦斯弥散运移计算模型,定量对比研究了不同工作面推进速度和工作面配风量条件下2种通风方式下采空区瓦斯涌出的差异性,研究结果表明:"U"型通风方式下回风巷瓦斯浓度大小约为"U+I"型通风方式的2倍,随进风巷风速增大,"U+I"型通风方式和"U"型通风方式下回风巷瓦斯浓度均呈现减幅形式减小,随工作面推进速度增大,"U"型通风方式下回风巷瓦斯浓度呈减幅形式增大,而"U+I"型通风方式下回风巷瓦斯浓度呈现近似线性形式增大,相比于"U"型通风方式,"U+I"型通风方式下上隅角瓦斯浓度可降低25%~50%。     

沿空留巷"Y"型通风治理瓦斯在平煤股份一矿的应用

随着矿井不断延伸和机械化采煤程度提高,＂U＂型通风方式中的采煤工作面上隅角及回风巷瓦斯浓度经常超限,制约煤矿的正常生产和效益提高.而采用超前支护沿空留巷＂Y＂型通风方式,将＂U＂型的一源一汇改为＂Y＂型两进一回通风方式,从根本上消除和解决了上隅角及回风巷风流中瓦斯管理困难等方面的安全隐患.分析了工作面瓦斯来源、＂Y＂型通风的必要性、超前支护沿空留巷理论和技术及采取的其它防治措施,从而达到工作面高产高效的目的.