风帘对采空区漏风及工作面瓦斯分布的影响

为得到风帘设置对采空区漏风及工作面瓦斯分布的影响,采用数值模拟方法对有、无风帘条件下的采空区漏风和工作面瓦斯分布进行了研究。结果表明:有、无风帘条件下的采空区漏风及工作面瓦斯分布规律基本一致,采空区漏风在工作面倾向方向的前端由工作面漏入采空区,在后端则由采空区漏回到工作面;在工作面倾向方向上瓦斯浓度呈现逐渐增大的趋势。风帘的设置可减少工作面向采空区漏风量,同时减少了采空区漏回到工作面的风量,以至于可达到降低工作面瓦斯浓度的目的。     

小青煤矿采空区煤自燃危险区域分析

为了高效防治小青煤矿E1404工作面采空区煤炭自然发火,根据漏风风速和氧气浓度2种划分方法对采空区自然发火"三带"范围进行了数值模拟分析,得出E1404工作面采空区散热带为0～17.5 m,氧化自燃带为17.5～140 m,窒息带为大于140 m。进而在氧化自燃带范围内沿着工作面倾斜方向布置了3个高温点(靠近进风巷、工作面中间、靠近回风巷),采用COMSOL Multiphysics软件对温度场进行数值模拟,得出当高温区域越靠近进风巷时,采空区内的整体温度要大于靠近回风巷。基于采空区煤自燃危险区域分析结果,提出了上下隅角堵漏风和采空区注氮2种防灭火措施。     

高温热源对采空区气体微流动场影响模拟研究

由于采空区内部存在遗煤,工作面的风流会扩散到采空区内部,风流中带入的氧气会氧化遗煤形成高温点,遗煤氧化产热会影响采空区内部的气体流动。文章利用GAMBIT对采空区进行建模,基于FLUENT软件对不同高温热源影响下的采空区气体流动场进行数值模拟。研究表明:采空区内部热源温度的升高会扩大内部温度的影响范围;热源引起的温度势差会引起采空区气体的微小流动,热源周围会形成气流增速流动区域和气流减速流动区域;高温热源会使采空区气体温度升高,导致气体黏度和气体流动阻力增大,最终使气体流速降低。     

采空区自燃三带漏风流场的数值模拟

在唐口煤矿2307工作面采空区自燃三带实测的基础上,利用流体力学计算软件FLUENT对采空区的漏风流场进行了数值模拟,得出工作面不同风量下采空区漏风流场的形态,即工作面不同供风条件下呆空区自燃三带的区域.分析发现最佳配风量应控制在1 200～1 440 m3/min.     

基于示踪技术的Y型通风工作面采空区漏风检测

采用示踪技术对Y型通风试验工作面采空区漏风进行了现场检测,估算了采空区漏风风速,研究了漏风分布特点。研究发现:试验工作面采空区漏风范围较广,漏风风速与工作面位置之间呈负指数关系;在距离工作面50m范围内,漏风风速为0.033～0.043m/s;距离工作面200m以远,采空区漏风风速平均为0.018m/s;距离工作面50—200m是漏风过渡区。     

综放工作面采空区自燃“三带”的观测与划分

通过实际观测采空区浮煤状况、工作面推进速度和采空区进回风侧O2浓度的分布规律,根据"三带"划分方法及划分指标,对白羊岭煤矿15101综放工作面进行了"三带"划分,掌握了采空区煤自燃"三带"分布规律及危险区域。15101工作面散热带的分布范围在采空区距离工作面10~100 m,进风侧由于漏风强度较大,散热带宽度较宽。窒息带在距离工作面165 m以上的采空区深部;在工作面回风侧,窒息带的深度约为137 m。氧化升温带宽度在工作面进风侧最大,达到55 m左右。     

综采工作面采空区防灭火技术研究

11506综采工作面回采期间面临的主要问题为采空区遗煤自燃，依据采面现场情况采用综合防灭火技术措施，现场应用取得显著成果。主要成果如下：(1)采用束管监测系统确定11506综采工作面采空区三带分布范围，散热带、氧化带及窒息带范围分别为采面后方0～90 m、90～200 m、200 m以里；(2)将氮气释放口布置在散热带、氧化带交汇位置，具体采面后方100 m位置，注氮压力0.2 MPa,通过注氮显著降低采空区氧气浓度、温度；(3)将采面配风由1 550 m³/min调整至1 300 m³/min,并在采空区漏风位置增设风障，减少采空区漏风量；(4)采面推进缓慢位置喷洒浓度15%～20%阻化剂，减缓或者抑制遗煤自燃。现场应用后，11506综采工作面采用的防灭火技术措施影响了采面生产，同时回采期间回风隅角及回风巷内均未监测到CO,采用的防灭火技术措施取得显著应用成果。     

U型通风工作面采空区漏风规律研究

通过SF6示踪气体法对温庄煤矿15012 U型通风工作面采空区进行漏风测定。结果显示，15102工作面漏风率为16.31%，采空区内存在多条漏风通道，漏风风速为0.032～0.128m/s。数值模拟结果显示，U型通风系统采空区内漏风风流流线呈U形分布，由工作面进风侧流入，回风侧流出。工作面下隅角区域采空区上部，更易发生自燃。采空区三带呈条状分布，三带范围随高度升高而变化，氧化带随高度增加先增大后减小，散热带随高度增大而缩小，高度大于16.3m时消失。     

工作面掘采时期邻近采空区动态漏风规律研究

为了探究工作面巷道掘进与回采时期邻近采空区动态漏风规律，基于风阻定律，建立漏风模型，并结合现场实测研究邻近采空区回风风路两端风压差ΔH及通道漏风风阻R对漏风的影响。研究表明随温度升高大气压力下降加之掘采变化造成通风系统由局部正压通风变为全负压通风，邻近采空区工作面回风侧压力骤降，最大为1303Pa;3月份掘进时期内外压差变化范围小于9月份回采时期，4号测点内外压差值变化范围由掘进时期-2～14Pa变为回采时期-24～11Pa，该规律反映出回采时期漏风较大的特点|区域空间变化，回采时期4号测点内外压差整体高于5号测点，表明5号测点采空区内部与外部联通较好，风流交换频繁。SPSS相关性分析表明，受时空变化影响采空区内外巷道压力间的显著相关性与实际漏风状况较为吻合。研究对于了解工作面邻近采空区漏风规律，指导工作面防灭火具有重要的现实意义。     

潘一东矿Y型回采工作面采空区漏风检测

为了揭示Y型通风回采工作面采空区漏风规律,采用示踪技术,用SF6示踪气体对淮南矿业集团潘一东矿1252(1)综采工作面采空区漏风进行了现场检测。研究发现:1252(1)综采工作面采空区漏风区域广,整个沿空留巷都是其漏风汇,漏风风速与工作面位置之间呈负指数关系,距综采工作面30~150 m为该采空区漏风过渡区。     

U型综采工作面采空区流场数值模拟

为得到U型综采工作面采空区的流场分布,根据11124工作面实际情况建立了采空区二维物理模型,利用FLUENT软件及自适应网格加密技术对所建模型进行数值模拟研究。模拟得到的工作面风速分布与实测数据基本吻合,从而验证了数值模拟结果的合理性。研究表明:工作面向采空区漏风主要发生0²0 m范围内,漏入采空区的风量在此区域内有部分返回工作面,而大部分漏风量在工作面倾向14020 m范围内,漏入采空区的风量在此区域内有部分返回工作面,而大部分漏风量在工作面倾向140¹60 m返回工作面;采空区风速等值线在倾向方向上并不对称;在采空区走向方向,漏风风速呈逐渐减小趋势。     

采空区下综采面回风隅角CO来源及超限防治技术

针对浅埋近距离采空区下综采工作面回风隅角CO持续超限,干扰采空区遗煤自燃预测预报,影响工作面安全生产的问题。基于李家壕煤矿31115工作面生产技术条件为背景,研究了采空区下综采面回风隅角CO主要来源占比及超限防治技术。结果表明:31115工作面回风侧采空区及回风隅角CO浓度异常是由于上覆采空区气体下泄所致,其影响范围为100 m;工作面回风隅角CO主要来源为本煤层采空区遗煤氧化及上覆采空区气体下泄,占比为85%左右;工作面配风量控制在1 450～1 500 m~3/min,并在回风隅角挂设导风帘,可有效减少采空区漏风,抑制遗煤自燃,防止回风隅角CO持续超限。     

赵庄二号井高抽巷抽采技术及位置优化

以赵庄二号井1310综采工作面为研究背景,运用数值模拟软件,对不同位置高抽巷抽采情况进行数值模拟分析。结果表明:高抽巷沿顶板走向布置,可有效治理上隅角及采空区瓦斯聚集问题;提高高抽巷的抽采负压,能增强采空区瓦斯治理效果,但会增加采空区漏风,增大采空区自然发火危险的可能性。根据数值模拟计算分析, 1310综采工作面高抽巷的最佳布置位置是:距回风巷的水平距离为20 m,距煤层底板的垂直距离为30 m。现场应用取得了较好的瓦斯治理效果。     

多漏风汇高瓦斯综采工作面采空区防火技术实践

文章分析了多漏风汇高瓦斯综采工作面采空区自然发火的危险性,探讨了因采空区漏风而引起的高瓦斯工作面自然发火的防治技术。只有采用均压、控制工作面风量、加快工作面推进速度、增加密闭墙的密封性和工作面下口挂风帘等综合防火技术,才能保证此类工作面的安全生产。     

基于双示踪技术浅埋煤层采空区地表漏风规律研究

为研究浅埋煤层开采抽出式通风工作面上覆地表裂隙对采空区漏风的影响,以补连塔煤矿22310工作面采空区为研究对象,采用双元示踪技术,对该抽出式通风工作面采空区地表漏风规律进行动态试验研究。研究结果表明：该工作面采空区对应地表有效漏风走向范围为0～［123m,137m)|在工作面倾向上,靠近采空区回风侧漏风大于进风侧|通过计算比较得到,越靠近工作面,采空区内漏风风速越大。该研究对类似工作面采空区漏风防治有一定的指导意义。     

示踪气体在工作面漏风通道和漏风量测定的应用

石圪台煤矿31201工作面存在上覆采空区及周边小窑采空区,受采动影响井上下采空区易形成漏风通道。为验证本采空区与上覆采空区、小窑采空区及地表裂隙之间存在漏风通道,通过以释放SF6示踪气体的技术手段进行验证,并对工作面的漏风量进行测定,为完善工作面通风系统提供数据参考。     

均压通风技术治理采空区CO涌出数值模拟

针对榆家梁煤矿42221工作面采空区CO向工作面大量涌出的问题,利用数值模拟方法研究风机-风窗联合调压技术改变工作面风路上的压力分布,以降低工作面两端压差,减小漏风,防治采空区CO涌出。依据通风动力学理论,分析了均压通风的原理,并应用流体力学软件Fluent对实施均压前后漏风量分布、静压和采空区CO浓度变化进行了数值模拟。实验结果表明在采用均压措施后工作面两端压差明显降低,进而使得采空区漏风量和工作面CO浓度显著减小,有效解决了采空区CO等有害气体向工作面涌出的问题。     

基于双示踪技术浅埋煤层采空区地表漏风规律研究

为研究浅埋煤层开采抽出式通风工作面上覆地表裂隙对采空区漏风的影响，以补连塔煤矿22310工作面采空区为研究对象，采用双元示踪技术，对该抽出式通风工作面采空区地表漏风规律进行动态试验研究。研究结果表明：该工作面采空区对应地表有效漏风走向范围为0～［123m，137m)|在工作面倾向上，靠近采空区回风侧漏风大于进风侧|通过计算比较得到，越靠近工作面，采空区内漏风风速越大。该研究对类似工作面采空区漏风防治有一定的指导意义。     

青云矿综放工作面支架回撤防灭火技术实践

综放工作面采空区遗煤多,煤炭自然发火周期短且漏风严重情况下易造成遗煤自燃。基于此,文章提出工作面末采阶段,在进回风巷设置隔离墙和挡风帘,向采空区内部灌注惰性气体和胶体,阻止向采空区内漏风;停采撤架期间,向采空区内部灌注氮气、液态二氧化碳和浆液,实现对遗煤的堕化降温。结果表明,该方法能够有效降低采空区漏风强度,防治采空区遗煤自燃。     

综放工作面高抽巷抽放条件下采空区漏风规律研究

高抽巷在解决易自燃煤层综放工作面瓦斯超限问题的同时,又加剧了采空区漏风及其自燃危险性。为了使工作面采空区防火措施更具有针对性,通过现场实测,研究分析了高抽巷抽放条件下工作面采空区漏风规律,对采空区的自燃危险区域分析、采空区有针对性的控风防火措施的制定具有重要的意义。