采空区“三带”划分数值模拟及其应用

根据通风网络理论,建立了采空区渗流模型。通过对采空区渗流场的数值模拟,确定了采空区漏风风速场。并以采空区漏风风速为依据对采空区"三带"范围进行划分。在朱仙庄873综放工作面对所建立的数值方法进行了运用,得到其采空区"三带"的范围。通过与实测结果的对比,检验了模型的正确性。     

南阳煤矿两带高度UDEC数值模拟研究

以南阳煤矿3207工作面为背景,为确定该工作面的导水裂隙带高度,运用UDEC数值模拟软件,模拟南阳煤矿3207综采工作面采用常规50 m煤柱开采和巷旁支护深孔爆破切顶2种情况下冒落带和裂缝带的高度。结果表明:受关键层影响,2种方式的导水裂隙带高度是一致的,巷旁深孔爆破切顶能使冒落带高度大大增加。现场试验结果证明了深孔爆破切顶导致冒落带高度增加和上覆裂缝带厚度减小,减小了裂缝带"砌体梁"结构对留巷的旋转挤压作用,保证了留巷的稳定性。     

双指标划分采空区自燃“三带”的数值模拟

准确快速的划分采空区自燃"三带"可以为煤自燃防治提供重要参考依据,通过建立针对性的采空区流场数学物理模型和对"三带"的划分指标进行分析,运用双指标结合数值模拟的方法快速的划分采空区自燃"三带"。通过与现场实测数据的对比验证,数据结果吻合较好,可以在工作面推进前期就准确地划分出采空区自燃"三带"的分布。     

某矿UDEC数值模拟研究

利用UDEC软件对倾斜工作面开采导致的覆岩移动及裂隙发育过程进行数值模拟,真实反映了在开采过程中覆岩移动及裂隙发育规律,而且得出UDEC适用于模拟开采影响矿压规律的大变形问题研究。     

采空区自燃“三带”数值模拟研究

通过利用有限元法对大同某矿0401采空区自燃三带进行数值模拟研究,掌握了许多实际观测中无法或难以确定的有关采空区自燃三带分布及变化的定量规律,从而为采空区防灭火技术措施的制定提供了理论依据。     

斜沟煤矿采动覆岩“三带”划分数值模拟研究

为了得到斜沟煤矿综放开采条件下采场裂隙带发育高度及演化特征,根据斜沟矿的地质资料,通过数值计算、RFPA模拟及现场验证,研究了煤层开采后覆岩在采动影响下纵横向裂隙的分布、发育及相互贯通规律,得到工作面开采后覆岩破断与垮落规律,划分"三带"的分布区域,验证了RFPA模拟方法是采动覆岩"两带"高度研究的有效手段。     

文家坡矿煤层顶板离层动态发育特征UDEC数值模拟研究

煤层顶板离层空间的形成、发展、破裂伴随着工作面离层水害的形成,采用UDEC数值模拟方法,以文家坡煤矿4104综放工作面为研究对象,分析了工作面回采过程中煤层顶板覆岩离层空间的动态发育过程,为矿井离层水害的形成机理提供了理论依据。     

2321综采面采空区自燃“三带”划分及数值模拟分析

利用Fluent软件对金源煤矿2321综采面采空区自燃"三带"进行了数值模拟,得出采空区自燃"三带"云图,并现场对2321综采面采空区束管埋点监测采空区气体变化规律,结合氧气浓度划分2321综采面采空区自燃"三带"的分布范围。结果表明:数值模拟和现场实测结果基本相吻合,表明Fluent软件数值模拟对金源煤矿综采面采空区防灭火具有一定的指导意义。     

基于MATLAB的氧浓度对采空区“三带”划分的数值模拟

鉴于在两巷布置束管测点不能很好地观测采空区内部的"三带"分布情况,以及常规数据整理只能得到平面曲线,不便于整体观察。沿工作面倾向布置测点来监测气体浓度,通过MATLAB对数据的处理,可以得到立体的气体浓度分布图和直观的等值曲线。以氧气浓度作为"三带"划分的指标,利用ORIGIN得到各测点氧气浓度的拟合曲线方程,得到采空区"三带"的划分曲线和取值范围。最后运用FLUENT对采空区进行模拟,得到的结果与通过MATLAB数值模拟的结果进行比较,结果相当接近,证明该方法可行。     

南凹寺煤矿采空区垂向“三带”分布范围数值模拟研究

以南凹寺煤矿30405工作面为研究对象,利用计算机数值模拟的方法研究采空区上覆岩层“三带”分布规律,研究结果表明,该采面垮落带分布范围为采空区上方0~15 m左右,裂隙带分布范围为15~40 m左右。同时,利用理论计算对数值模拟结果进行验证,理论计算结果表明垮落带高度为(9.5±2.2)m、裂隙带高度为(37±5.6)m,两者数据基本吻合,说明计算机数值模拟结果真实可靠。     

采空区自燃“三带”分布的数值模拟

利用FLUENT软件模拟出采空区氧浓度场、速度场、瓦斯浓度场和压力场,通过模拟结果与现场实测数据进行比较,相应地调整模拟参数,使得最后模拟结果与现场实测数据吻合,得到最终的氧浓度场和速度场。最后采用双指标法(上限漏风风速和下限氧浓度)划分采空区"三带",采空区最大自燃带宽度为41 m,最后计算得到工作面安全回采速度为1.7 m/d。     

泥岩顶板巷道失稳特性及“三顶二区三支护”控制体系建立

泥岩顶板巷道围岩力学性质差、裂隙发育,且遇水或失水后,巷道变形破坏严重,极易发生冒顶事故。针对某煤矿的工程实践,对顶板进行分类,通过钻孔窥视等手段对顶板围岩裂隙演化规律和破裂特征进行研究,得到泥岩顶板失稳机理并提出了其控制技术体系:掘前探测围岩状况,掘后采用"三顶二区三支护"控制技术,应用锚杆、锚索和注浆对巷道实行分顶分区控制。现场工业性试验表明:采用该控制体系后,巷道维护较好,能满足生产需求,为类似条件下巷道围岩控制提供了参考。     

不同渗透率条件下采空区自燃“三带”数值模拟

通过建立采空区流场物理数学模型,利用Fluent模拟软件,对采空区渗透率为连续分布、分段均匀分布和均匀分布3种不同条件下的氧浓度进行了数值模拟。结果表明,不同渗透率条件下的采空区自燃"三带"位置和宽度存在很大差异。     

采空区自燃"三带"分布规律的模拟研究

漏风强度和氧气浓度一直是诸多采空区自燃三带划分方法的重要依据,而不同的采空区自燃三带划分方法得出的结论各有差异。采用有限单元方法,对采空区遗煤自燃过程漏风渗流场和氧气浓度场进行了模拟研究,根据临界风速法和流场与氧气浓度场结合法分别划分出采空区自燃三带的范围,得出了最大自燃带宽度依次为48 m和123 m。     

孤岛综放面采空区“三带”数值模拟与实测研究

孤岛综放面在正常回采期间,四周均是采空区,具有复杂的多源多汇漏风通道,采空区后自燃"三带"的确定对防灭火具有重要的意义。根据孤岛综放面采空区的特点,分别通过现场实测和采用FLUENT软件数值模拟的方法,判定实际条件下运河矿1302孤岛综放面"三带"分布规律,为孤岛综放面自燃火灾的防治提供理论依据。     

采空区上覆岩层“三带”划分理论计算与数值模拟结果对比

为更直观获得采空区上覆岩层三带划分数据,以某矿1262工作面为研究对象,借助FLAC~(3D)软件分析工作面推进过程中上覆岩体竖直方向上位移、应力的动态规律。数值模拟结果表明:采煤面开挖的过程中,工作面上方及采空区中部出现卸压区并且范围不断扩大,采空区中部部分区域出现拉应力,切眼及工作面前方附近出现应力集中区域,应力整体分布呈现出稳定的两头凸起,中部凹陷的马鞍形。同时上覆岩层发生弯曲、沉降的范围逐步扩大,沉降的程度不断加深。由数值模拟得到的上覆岩层三带结果与理论公式计算的结果具有很好的吻合性。     

祁南矿采空区自燃“三带”划分

通过在祁南煤矿3410工作面采空区沿走向布置测温传感器和取样束管,对采空区内温度和气样成分进行了测定和分析,根据氧气浓度划分自燃"三带"的标准,确定了3410工作面采空区自燃"三带"的范围,并在此基础上计算出该工作面的最低推进速度63.75 m/月。     

浅埋煤层工作面的UDEC数值模拟研究

利用UDEC数值模拟软件对山西焦煤集团东曲矿浅埋煤层工作面开采导致的覆岩移动及裂隙发育过程进行数值模拟研究,真实反映了在工作面推进过程中覆岩移动及裂隙发育规律,得出浅埋煤层开采后直接顶和老顶的垮落步距以及上覆岩层移动规律.