综放工作面上隅角埋管抽采治理瓦斯的极限能力研究

根据五阳煤矿7601工作面现场实际,采用计算流体力学数值模拟软件FLUENT,对U型通风综放工作面上隅角埋管抽采的极限瓦斯治理能力进行数值模拟,结果显示:工作面采用U型通风方式,进风量为2 880 m~3/min、抽采混合量为220 m~3/min时,工作面最大瓦斯治理能力为29 m~3/min,工作面上隅角和回风巷瓦斯浓度随工作面瓦斯涌出总量的增加呈线性升高,为回采工作面选用上隅角埋管抽采提供了理论和数据支持,使工作面瓦斯治理更具科学性。     

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。     

易自燃煤层工作面上隅角瓦斯治理技术研究

分析了上隅角瓦斯积聚规律,通过数值模拟研究了U形通风方式不同风速对工作面上隅角瓦斯浓度变化的影响,设计了以上隅角埋管抽采为主的瓦斯治理方案,模拟了埋管抽采对采空区漏风的影响,分析了抽采方式下对煤自燃的影响,并考察了埋管抽采对上隅角瓦斯浓度影响的效果。     

综放工作面采空区埋管应用效果分析

为探究综放工作面回采期间采空区埋管对上隅角瓦斯治理的实际效果,以余吾煤业N2103综放工作面为工程背景,通过分析抽采器埋入采空区不同深度(0～15 m为1个周期)的瓦斯浓度和风速变化情况,得出:抽采器的抽采影响半径为7～9 m;采空区埋管抽采对上隅角瓦斯治理有明显效果而对回风流瓦斯浓度变化影响较小;采空区抽采器对上隅角附近风流流速影响较小。为余吾煤业同等条件下采空区埋管合理布置提供分析依据。     

现采空区瓦斯流动耦合模型及抽采参数确定

随着开采深度增加,采用"U"形通风方式的回采工作面经常出现上隅角瓦斯超限现象。根据现采空区岩石垮落的特性以及现采空区气体流动方程、扩散方程等建立了现采空区瓦斯流动耦合模型,数值模拟了抽采前后现采空区瓦斯浓度场分布情况。根据模拟结果现场采用埋管抽采方法并确定了瓦斯抽采参数。既保证了工作面瓦斯不超限,同时确保了矿井产量达标。     

采动覆岩卸压采空区瓦斯抽采技术及工程应用

结合采空区顶板覆岩移动破坏规律,通过数值模拟研究了采空区瓦斯渗流场随通风方式和抽采参数的变化规律,在此基础上提出了"良性通风,高位钻孔,低位埋管"的瓦斯抽采技术,通过实现Y形通风、优化布置顶板覆岩钻孔参数和采空区埋管相结合的瓦斯抽采技术,大幅度降低了隅角及采空区瓦斯浓度,保障了工作面的安全生产。     

高瓦斯综采工作面采空区长立管埋管瓦斯抽采技术

S2107工作面为高瓦斯工作面,采用"U"型通风方式,上隅角处经常发生瓦斯超限。为了降低上隅角瓦斯浓度,保证综采工作面安全高效回采,通过在S2107工作面进行长立管埋管瓦斯抽采,解决了S2107工作面的上隅角瓦斯超限问题。经工业性试验表明,长立管埋管瓦斯抽采技术可以降低"U"型工作面上隅角瓦斯浓度,减少瓦斯预警次数。     

综放工作面采空区瓦斯高效立体化抽采设计及应用

针对高瓦斯矿井U型通风方式回采工作面上隅角瓦斯易超限问题,采用数值模拟与现场试验相结合的研究方法,对采空区立体化瓦斯抽采措施的工作面上隅角瓦斯治理效果进行研究。以晋煤集团成庄煤矿4312综放工作面为研究对象,通过数值模拟优选出高效瓦斯抽采措施,建立了"高位钻孔+采空区联络巷埋管"采空区立体化瓦斯抽采体系,通过数值模拟手段预测得到采取该抽采措施体系后工作面上隅角瓦斯浓度最大值降低至0. 42%,该抽采措施体系的现场应用中工作面上隅角实测瓦斯浓度处于0. 30%～0. 45%之间,现场应用效果验证了数值模拟结果的正确性。研究结果表明,采空区瓦斯立体化高效抽采措施能够治理高瓦斯矿井回采工作面U型通风方式下上隅角瓦斯超限难题。     

肖家洼煤矿采空区埋管瓦斯抽采布置间距模拟与应用研究

肖家洼煤矿110805工作面仅凭高位钻孔抽采技术不能彻底治理上隅角瓦斯超限问题,因此需应用埋管抽采技术作为辅助治理手段,而埋管抽采口的布置间距的确定是该技术的关键。结合110805工作面实际情况,通过数值模拟方法模拟抽采口在不同位置时的上隅角与采空区瓦斯浓度分布情况,以此模拟结果确定抽采口布置间距,并通过现场试验对模拟结果进行对比,验证了在本模拟确定的布孔间距下的埋管抽采能保证110805工作面上隅角瓦斯浓度一直被控制在0.8%以下,解决了回采工作面上隅角瓦斯超限问题。     

高瓦斯矿井沿空留巷Y型通风瓦斯抽采技术实践

运用沿空留巷Y型通风瓦斯抽采技术实现高瓦斯工作面无煤柱开采,改善通风方式,治理工作面上隅角与回风流中的瓦斯积聚。布置本煤层、邻近层抽采钻孔,采空区埋管抽采孔对工作面瓦斯进行抽采利用。瓦斯浓度与涌出量监测结果表明,瓦斯抽采效果良好,回风流中瓦斯浓度明显降低。     

碾焉煤业高位大直径定向钻孔应用研究

碾焉煤业综采工作面采用"U"型通风,回采过程中上隅角风流不畅,为解决上隅角瓦斯浓度超限现象频发的问题,设计在4202工作面采用高位大直径定向长钻孔抽采采空区瓦斯,通过理论分析计算初步确定定向钻孔的布置层位,数值模拟研究确定最佳的抽采负压为15 kPa,定向钻孔距离煤层底板的最佳距离20 m,在4202工作面回风绕道布置钻场进行高位大直径定向钻孔的应用,应用期间钻孔抽采瓦斯平均浓度为18%,上隅角瓦斯稳定在0.4%左右,对于上隅角瓦斯治理及抽采效果良好。     

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。     

不同埋管深度抽采采空区瓦斯分布及运移规律研究

以山西沁水煤田试验矿井为研究对象,利用CFD数值模拟软件对采空区瓦斯浓度分布规律进行仿真模拟,对比分析50,100,150和200 m 4种埋管深度条件下的瓦斯浓度分布和运移规律的变化情况。得出该试验矿井采空区的高浓度瓦斯一般位于采空区深部150～200 m及以后范围,不采用瓦斯抽采技术措施时,工作面上隅角瓦斯浓度为2%～5%,严重超限;采用埋管抽采技术措施后,高浓度瓦斯带向采空区深部移动,上隅角瓦斯浓度降幅最高达65%之多;采空区瓦斯埋管抽采时,并不是埋管深度越长抽采效果越好,最佳的埋管深度为距离工作面约150 m,为采空区瓦斯抽采技术的优化改造提供了依据。     

一八九○煤矿3310工作面瓦斯综合治理技术

新疆焦煤一八九○煤矿为高瓦斯矿井,为解决该矿采用U型通风系统存在的3310采煤工作面巷道上隅角瓦斯积聚问题,采用卸压带抽采、上隅角插管、横川埋管抽采相互配合的模式治理瓦斯.瓦斯检测结果显示,3310工作面回风流瓦斯浓度为0.36％～0.67％,上隅角瓦斯未超限.     

西铭矿48708工作面抽采采空区漏风对上隅角瓦斯的治理

针对西铭矿48708综采工作面煤层赋存情况,采用后退U型通风方式分析工作面及采空区瓦斯涌出源,计算工作面配风量及采空区漏风量。采用中高位走向长钻孔及高位裂隙带钻孔抽采邻近层涌出的瓦斯;采用大孔径煤柱孔插管及密闭埋管抽采采空区漏风,改变上隅角风流状态,解决漏风携带瓦斯问题,为上隅角瓦斯本质治理提供了借鉴。     

上隅角错距式双埋管瓦斯抽采技术参数研究

为解决采空区埋管抽采瓦斯技术因抽采管口位置改变造成抽采效果不佳的问题,以万峰煤矿1201综采工作面为研究对象,基于采空区瓦斯运移理论,分析了采空区瓦斯涌出规律,提出了上隅角错距式双埋管瓦斯抽采技术.利用COMSOL软件数值模拟得到了不同错距抽采条件下上隅角瓦斯体积分数,并通过正交实验分析确定了错距式双埋管抽采采空区瓦斯...     

移动式负压系统提高采面上隅角瓦斯治理效果

长平矿4312采煤工作面为确保U型通风上隅角风流方向稳定,瓦斯不超限,在43121巷布置可移动瓦斯抽放蛇形管,利用开启3趟蛇形管的管口负压,提高上隅角风流流向采空区的速度,从而达到治理上隅角瓦斯的目的。     

赵庄煤矿工作面分源联合立体抽采技术应用研究

针对赵庄煤矿工作面回采过程瓦斯治理现状,通过分析工作面回采过程中的瓦斯来源和涌出规律,结合工作面巷道布置实际设计,设计施工高位钻孔抽采技术、横川闭墙埋管抽采技术,增加底抽巷闭墙埋管抽采技术,对顶板裂隙带积聚瓦斯、垮落带积聚瓦斯、下邻近层上涌瓦斯进行针对性精准抽采。进一步分析得到工作面回采过程中三种分源联合立体抽采技术的抽采浓度、抽采纯量变化规律,验证了三种抽采技术在瓦斯治理中主要作用,并给出了三种抽采技术的最佳抽采混量。通过运用新的分源联合立体抽采模式,使得U形通风方式下的日产万吨的松软煤层高产工作面上隅角、回风巷最高瓦斯浓度在0.7%以下,保障了工作面安全回采。     

马兰矿18303工作面采空区瓦斯运移规律及抽采技术研究

为有效治理18303工作面采空区的瓦斯,采用Fluent数值模拟软件进行高抽巷和上隅角埋管抽采下采空区瓦斯分布规律的模拟分析,基于模拟结果确定采用高抽巷+上隅角埋管的方式进行采空区瓦斯治理,通过数值模拟进行高抽巷及埋管抽采合理参数的分析,结合工作面特征确定高抽巷与回风巷平距P=17 m,与煤层顶板垂距C=36 m,埋管抽采的合理间距为20 m,并对抽采方案进行具体设计,抽采方案实施后进行验证分析。结果表明:抽采方案实施后,上隅角瓦斯浓度最大为0.8%左右,抽采效果显著,采空区瓦斯得到了有效治理。     

大阳煤矿3303工作面瓦斯抽采关键技术优化研究

针对大阳煤矿通风方式改变后,确保3303工作面瓦斯不超限的技术难题,分析了工作面回采期间瓦斯抽排情况、瓦斯涌出比例及抽排瓦斯比例,根据测量结果进行数值模拟,结果证明:大阳煤矿在抽排瓦斯的过程中以风排瓦斯为主,抽采瓦斯为辅,U+I型通风工作面改变为U型通风后,采空区内漏风较小,新鲜风流可以进入到采空区更深区域。为此,确定了定向水平长钻孔+高位定向水平长钻孔+上隅角埋管的瓦斯治理方案,并对方案中设备进行校核,矿井所用瓦斯抽采系统能满足生产需求。