“Y“型和“U”型通风采空区数值模拟分析

为了掌握"Y"型和"U"型通风方式下采空区自燃三带的分布情况,采用FLUENT数值模拟软件对某矿62711工作面两种类型的通风系统进行模拟分析,结果表明,"Y"型通风系统从根本上解决了上隅角瓦斯积聚问题,但由于加大了采空区的漏风,在相同的进风情况下,自燃带最大宽度增大了171 m,与工作面的距离平均增加40 m.因此,必须减少采空区漏风,降低遗煤自燃条件,保证工作面安全生产。     

W形与U形通风方式的气体分布特征研究

在总结店坪煤矿9-204和9-211回采工作面通风、瓦斯、CO、CO_2现场实测数据的基础上,系统分析了W形和U形通风方式工作面漏风量、瓦斯浓度和气体成分的分布特征。研究表明:W形通风方式工作面漏风程度低,不会导致工作面上、下隅角瓦斯集聚;无论哪种通风方式9#煤层采空区均未发生自燃,采空区距工作面50 m位置均进入氧化带;U形通风方式采空区氧化程度略高于W形通风方式。     

U型与J型通风采空区流场数值模拟研究

为了对比分析U型通风与J型通风采空区流场运移规律,建立了U型通风与J型通风采空区二维模型,用Fluent软件对其流场进行了模拟。结果表明:无论U型通风还是J型通风,沿采空区走向瓦斯浓度都逐渐增大,但U型通风采空区深部瓦斯浓度(高于80%)要远高于J型通风采空区深部瓦斯浓度(10%左右);J型通风条件下漏风风流携带瓦斯向采空区深部运移,工作面上隅角瓦斯浓度较低,仅为0.1%~0.2%,而U型通风部分漏风风流经采空区后又携带瓦斯进入工作面,上隅角瓦斯浓度达到1%~5%;J型通风相比U型通风能较好解决上隅角瓦斯积聚问题。     

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。     

切顶成巷“Y”型通风工作面采空区自燃危险区域研究

针对切顶成巷无煤柱开采技术,以某矿62711切顶成巷工作面为例,采用理论分析和Fluent数值模拟相结合的手段,与"U"型通风工作面进行对比,分析切顶成巷"Y"型通风工作面采空区漏风规律、气体运移和浮煤自燃危险区域,给出采空区自燃危险区域分布特征。结果表明:切顶成巷技术中的两进一回"Y"型通风系统,虽能有效解决工作面上隅角瓦斯问题,但采空区漏风量增大,为"U"型通风的1.33倍,自燃危险区域最大宽度增大了171 m.切顶留巷技术增加了采空区浮煤自燃的危险性,必须采取相应措施进行预防。     

U型通风方式采空区漏风流场和瓦斯分布规律研究

在分析了采空区漏风的基础上,通过Fluent软件,对采煤工作面的U型通风方式进行了模拟。通过模拟结果对采空区漏风风流的分布和采空区的瓦斯流动分布以及漏风对采空区自燃三带的影响进行了分析,发现了在U型通风方式下,漏风对采空区的风流分布、瓦斯流动分布及自燃三带分布的普遍规律。这一发现对于指导U型通风方式下的瓦斯抽放、瓦斯防治和防灭火具有指导意义。     

Y型通风方式下采场瓦斯运移规律的数值模拟研究及瓦斯治理分析

针对综放工作面开采Y型通风系统,建立了Y型通风采空区流场模拟的计算流体力学模型。通过数值模拟,系统研究了Y型通风采空区流场和瓦斯运移规律,对比分析了Y型通风和U型通风条件下的采空区流场及瓦斯运移特征,并与现场的实测数据进行了比较。研究表明,采用Y型通风方式可有效地减少采空区向上隅角的集中漏风,从而可有效解决U型通风中上隅角瓦斯浓度超限、回风巷和采空区瓦斯浓度较高的问题,为综放工作面安全生产提供保障。     

采煤工作面通风与瓦斯涌出规律的探索研究

在瓦斯重点管理区瓦斯涌出量较大,采用通常的U通风方式,工作面的上隅角容易积聚瓦斯,使用Y通风方式,采空区漏风大,沿空留巷较困难。鄂庄煤矿探索出了即避免采空区漏风,又防止工作面上隅角瓦斯积聚的综合措施,同时减少了煤柱损失,增加了煤炭回收率,避免了采空区煤炭自燃,确保了通风安全。     

矿井综放工作面采空区瓦斯运移规律实验研究

利用相似原理,结合多孔介质渗流达西定律,导出模拟矿井综放工作面采空区瓦斯运移规律的相似准则数。以樟村矿2306工作面采空区为原型,建立综放工作面采空区相似模型,对不同风速条件下U、U+L及U+I型通风工作面采空区的气流流动、瓦斯运移及上隅角瓦斯浓度变化进行了实验研究。研究结果表明:通风方式决定了采空区内气流流动及瓦斯运移的空间变化规律;风速决定了采空区内气流流动及瓦斯运移的波动程度和影响范围;上隅角瓦斯浓度变化受工作面通风方式及风速影响,U+I型通风方式最有利于降低上隅角瓦斯浓度,工作面风速过低易出现瓦斯积聚,风速过高则瓦斯浓度波动明显,风速在1.5~2.5 m/s时上隅角瓦斯浓度控制效果较好。     

文家坡煤矿工作面漏风规律及隅角封堵效果

为解决陕西彬长文家坡煤矿4105工作面采空区因工作面漏风易引发煤自燃的潜在安全隐患,利用SF₆示踪法检测采空区漏风通道,掌握工作面漏风规律。利用COMSOL数值模拟软件分析不同封堵条件下的采空区瓦斯运移规律,明确了同封堵条件下的采空区瓦斯运移效果。研究结果表明,工作面100#～120#支架之间30 m范围内SF₆响应度显著,存在明显漏风通道或数量较多的细小漏风通道;上下隅角均未封堵的情况下,漏风量最大,且漏风迹线遍布整个采空区,遗煤自燃概率最大;仅封堵下隅角时,漏风量相对减少,且漏风迹线在采空区中部分布较少,遗煤自燃概率有所降低。同时,对上下隅角进行封堵时,漏风量最少,且漏风迹线在采空区中部分布、工作面与采空区交界面附近分布较少,遗煤自燃概率最低。采空区漏风封堵时应对上下隅角同时进行封堵,切断漏风通道,减少采空区漏风。     

高瓦斯矿井急倾斜综放面瓦斯涌出规律研究

针对四川广旺公司赵家坝煤矿1944综采工作面上隅角瓦斯超限的问题，采用单元法在现场测量工作面瓦斯涌出量和采空区漏风量，研究了高瓦斯矿井急倾斜综放面瓦斯涌出规律以及U型上行通风工作面风流流动原理。结果表明，采面的瓦斯浓度从煤壁至中部再至采空区有先下降后上升的趋势，采空区的回风侧瓦斯浓度要比进风侧高，靠近回风侧的采面上部（上隅角附近）是瓦斯浓度容易超限的区域；采面上、下隅角部分的漏风量最大，在上、下隅角采取堵漏措施可以有效防止采空区瓦斯涌出至工作面。     

均压通风技术在榆家梁煤矿52209孤岛工作面的应用

榆家梁煤矿52209工作面两侧为5-2煤采空区,部分上覆区域为4-3煤、4-2煤采空区,部分上覆区域为薄基岩区,地面塌陷漏风、临近采空区漏风引起工作面有效风量降低、回风隅角氧气浓度偏低等问题,通过采用均压通风方法、计算均压工作面风量、选择均压风机以及启用均压通风系统的条件,采取相应的应急处置措施等,有效地解决了采空区漏风及采空区遗煤自燃等问题。     

浅埋近距离煤层群工作面上隅角贫氧致因及综防技术

我国神东、平朔、大同煤田赋存着大量浅埋近距离煤层群,浅埋近距离煤层群具有煤层埋藏浅、煤层间距近等特点,在开采扰动下,层间易产生裂隙形成漏风通道,当地表空气进入上覆采空区,易引起上覆采空区遗煤自燃,间接影响下层煤开采过程中工作面上隅角的氧气浓度,造成贫氧现象。为了探究浅埋近距离煤层群工作面上隅角贫氧致因,提出防治贫氧的措施,以大恒煤矿91103综采工作面为研究背景,采用理论分析、CDEM数值模拟以及SF6示踪气体漏风测试等方法进行了研究。结果表明:地面裂缝、沉积现象明显;模拟煤岩损伤、破裂过程、裂隙发育,得出地表与上覆采空区、工作面贯通模型;利用连续定量释放SF6示踪气体在工作面进行漏风测定,测定结果验证了数值模拟中地表、上覆采空区以及工作面的贯通。工作面上隅角贫氧是由于浅埋赋存煤体破碎析出的低氧气体、采空区氧化衍生气体以及防灭火注入的惰性气体,在通风负压和大气压力的双重作用下,通过漏风通道进入工作面,加之U型通风方式的通风特点等多种因素共同造成的,其中工作面与地表贯通造成漏风严重是上隅角贫氧的主要致因。基于对贫氧致因的研究,大恒煤矿采用了井上下堵漏、安设风帘、埋管抽采、风机配合风筒等综合性防治措施,有效解决了工作面上隅角贫氧对安全生产的制约和影响,确保了工作面上隅角氧气浓度始终处于正常水平。     

U型通风系统上隅角埋管抽放治理采空区瓦斯技术

本文分析和探讨了综采工作面U型通风系统采空区瓦斯涌出规律及其治理原则,通过实践证明,在工作面回风巷敷设采空区瓦斯抽放管路,并在管路末端分成两趟,一趟插入上隅角进行抽放,另一趟埋入采空区进行埋管抽放,利用抽放负压增加工作面向上隅角采空区的漏风汇,可有效地遏制采空区瓦斯涌出,消除工作面上隅角瓦斯积聚现象,确保工作面安全生产。     

U+I型通风下采空区瓦斯运移规律的数值模拟

以采空区瓦斯渗流理论和瓦斯流动方程为基础,建立了采空区瓦斯运移规律的数学模型。基于数值模拟软件FLUENT,对采空区瓦斯运移与分布规律进行了数值模拟,获得了采空区在U型和U+I型通风方式下瓦斯运移与分布的特性规律。结果表明:采用U+I通风方式可以降低采空区向上隅角的集中漏风,有效地解决了U型通风方式上隅角瓦斯积聚问题。     

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。     

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。     

一进两回Y型通风采空区气体分布数值模拟

为了掌握Y型通风采空区气体分布规律,根据现场实际建立了一进两回Y型通风采空区物理模型,运用Fluent软件对一进两回Y型通风采空区漏风流场、漏风量和瓦斯浓度分布进行数值模拟研究。结果表明:随至下隅角距离的增大,工作面向采空区的漏风量减小,在上隅角附近漏风量急剧增大;沿采空区长度方向,越靠近采空区深部瓦斯浓度越大;沿工作面方向靠近运输巷侧瓦斯浓度低,靠近沿空留巷侧瓦斯浓度高。     

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。     

切顶留巷综采面采空区防漏风技术研究

为掌握切顶留巷条件下的采空区漏风规律，降低对采空区的漏风供氧，首先利用COMSOL数值模拟软件分析了青龙煤矿21606综采工作面切顶留巷采空区的漏风流场，模拟结果表明：切顶留巷“Y”型通风方式下，采空区漏风风速沿远离综采面的方向明显衰减，采空区漏风路径主要为：从下隅角进入，经采空区流向上隅角和通风立眼处。其次，利用SF6现场示踪试验对模拟结果进行验证，结合模拟和现场试验结果得到了采空区漏风流场的特征，并分区域制定了针对性的防漏风措施：在切顶留巷及通风立眼处采取砌墙并进行喷浆处理|在工作面进行切顶爆破加速顶板垮落|在补回风巷和回风巷上隅角处砌筑沙袋墙并喷涂施密特防漏风材料|在切眼及补切眼处进行喷浆和及时封堵切眼瓦斯抽采钻孔|补充压注凝胶等综合措施。通过综合防漏风措施的实施，降低了工作面自然发火风险，保证了工作面的安全回采。