浅埋综放工作面CO来源分析与防治技术北大核心

针对浅埋厚煤层综放开采地表漏风严重、采空区遗煤易自燃以及工作面CO浓度超限影响安全生产的问题,基于串草圪旦煤矿6104综放工作面生产技术,采用现场实测、理论分析相结合,研究了地表漏风条件下浅埋厚煤层综放工作面CO浓度变化规律及其主要来源。研究表明:6104工作面上隅角CO浓度与采空区CO浓度、地表漏风强度正相关;6104工作面煤层及底板内赋存有CO并通过采动裂缝进入工作面,是工作面CO来源之一。结合工作面生产实际,提出了防治工作面CO浓度超限的技术措施。     

浅埋综放工作面CO来源分析与防治技术

针对浅埋厚煤层综放开采地表漏风严重、采空区遗煤易自燃以及工作面CO浓度超限影响安全生产的问题,基于串草圪旦煤矿6104综放工作面生产技术,采用现场实测、理论分析相结合,研究了地表漏风条件下浅埋厚煤层综放工作面CO浓度变化规律及其主要来源。研究表明:6104工作面上隅角CO浓度与采空区CO浓度、地表漏风强度正相关;6104工作面煤层及底板内赋存有CO并通过采动裂缝进入工作面,是工作面CO来源之一。结合工作面生产实际,提出了防治工作面CO浓度超限的技术措施。     

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。     

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。     

浅埋近距离煤层相邻对向开采工作面煤自燃防治技术与应用

浅埋近距离煤层群两"U"型通风工作面相邻对向开采,易发生以上覆采空区为主要漏风通道的串联通风现象,针对海湾煤矿三号井2206工作面因串联通风导致的漏风发火情况,提出"超前-立体化"煤自燃防治技术;采用超前监测的方式,对工作面上下层采空区漏风发火动态进行预测;采用地表回填、巷道喷浆、注氮惰化、阻化剂喷洒、遗煤控制等防灭火技术,对上下煤层立体化分布的煤自燃危险区域进行治理。结果表明:2206工作面串联通风现象得到有效控制,上下层采空区煤自燃得到有效抑制。     

SF6示踪气体在近距离煤层群工作面漏风检测中的应用

近距离煤层群是指在开采本煤层时对邻近煤层有明显采动影响的煤层群。以许疃煤矿7₂28回采工作面为例，上覆存在7₁煤层采空区，在煤层采动影响下形成多种漏风通道，漏风形式复杂，严重影响矿井的安全生产。利用SF6示踪气体连续定量释放法对7₂28工作面及回风巷漏风量规律进行定量研究，在0~150 m（距下隅角距离）范围内工作面主要向采空区漏风，在150 m后采空区向工作面漏风，整体漏风量为93 m³/min，漏风率为4.7%。回风巷在煤层间距薄弱处，存在明显向上覆采空区漏风现象，漏风量为37 m³/min，漏风率为1.9%。通过测试掌握了工作面及巷道漏风规律，针对性地提出预防措施，为该工作面的安全生产提供了保障。     

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。     

综放工作面低氧原因分析及防治新技术

为有效解决综放工作面上隅角低氧问题,以山西某矿8103综放工作面为案例,通过对综放工作面通风特点等的条件分析,得出上隅角低氧是由于煤层地质赋存条件、工作面注氮、上覆采空区漏风、采煤工艺等一系列因素的综合结果。采用在该工作面尾部悬挂式手持风动型风机、辅以均压通风方式及引流风障的综合防治技术,有效解决了工作面上隅角低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。     

浅埋深近距离采空区下的工作面回采有害气体分析和预防

针对柳塔煤矿浅埋深,上覆近距离采空区下12122工作面回采期间可能面临的上下层采空区连通,地表出现二次塌陷形成漏风通道,易引起采空区遗煤自燃造成工作面低氧及瓦斯超限等隐患,采取了以均压通风为根本手段的加强地表管理、加强通风设施施工监理、加强通风参数分析、加强地表和采空区及上隅角的压差观测等预防措施。经总结分析研究,此种预防措施取得了良好的效果,有效避免了12122工作面在回采过程中低氧及瓦斯超限等危害的发生。     

近距离煤层上下采空区自燃综合防治技术

祁东矿924工作面上覆8224采空区,随着工作面的回采,上下采空区贯通加剧了采空区的遗煤氧化。在924工作面回采时发现上覆8224采空区存在高温危险区域,为了消除采空区安全隐患,对924工作面近距离煤层上下采空区自燃危险性进行分析。通过采取上下封堵漏风通道、注氮惰化上下采空区和定点灌注三相泡沫消除高温点等综合防灭火技术措施,在924工作面回采过程中,924工作面上隅角未出现CO超限现象,上覆8224采空区气体指标保持正常状态,保障了924工作面的安全回采。     

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。     

Numerical simulation study of gob air leakage field and gas migration regularity in downlink ventilation

Aiming at the issue that mass of gas emission from mining gob and the gas exceeded in working face, gob air leakage field and gas migration regularity in downlink ventilation was studied. In consideration of the influence of natural wind pressure to analyze the stope face differential pressure, gob air leakage field distribution and gas migration regularity theoretically. Established a two-dimensional physical model with one source and one doab, and applied computational fluid dynamics analysis software Fluent to do numerical simulation, analyzed and contrasted to the areas of gob air leakage on size and gas emission from gob to working face on strength when using the downlink ventilation and uplink ventilation. When applied downward ventilation in stope face, the air leakage field of gob nearly working face, and the air leakage intensity were smaller than uplink, this can effectively reduce the gas emission from gob to working face; when used downlink ventilation, the air leakage airflow carry the lower amount of gas to doab than uplink ventilation, and more easily to mix the gas, reduced the possibility of gas accumulation in upper corner and the stratified flows, it can provide protection to mine with safe and effective production.     

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。     

基于沿空留巷的瓦斯综合治理技术

为有效控制工作面尤其是上隅角瓦斯浓度,防止瓦斯事故的发生,结合山西沁新煤矿低透气性煤层开采实际情况,在分析"U"型通风和"Y"型通风采空区空气流场特性的基础上,提出了基于沿空留巷的"Y"型通风、采空区埋管抽采和卸压区高位钻孔抽采相结合的瓦斯综合治理技术。现场监测结果表明,该技术可以有效控制工作面和上隅角瓦斯浓度。     

均压通风技术在上隅角瓦斯治理中的应用

甘庄煤矿8303工作面采用"U"型通风方式,采空区漏风通道两端风压差造成采空区内部瓦斯涌出,从而导致工作面上隅角瓦斯积聚。针对这一问题,通过分析瓦斯来源及造成浓度超限的原因,提出采用均压通风技术治理上隅角瓦斯的方案。根据瓦斯浓度变化情况可知,均压通风在8303工作面上隅角瓦斯治理中取得了很好的效果。     

U型通风方式采煤工作面上隅角瓦斯处理方法

通过对U型通风方式采煤工作面上隅角的瓦斯积聚形成原因的分析,以及对设置临时挡风帘、提高采面供风量、设置采空区风幛、U+L通风系统专用排瓦斯尾巷、高位钻孔抽放瓦斯等五种处理上隅角瓦斯超限方法效果的比较分析,总结出了较好的处理上隅角瓦斯超限的方法。     

浅埋薄基岩厚煤层综放工作面采空区漏风数值模拟

分析了浅埋薄基岩厚煤层综放工作面采空区自燃危险性特征,结合内蒙古伊泰集团阳湾沟煤矿6202工作面各项实际参数,采用数值模拟方法对采取不同措施时采空区流场（压力、速度分布）、氧浓度分布等进行了模拟研究,并将模拟结果与现场观测结果进行了比较。结果表明：采用的数值模拟方法与参数等是合理可行的,可以反映真实情况下采空区流场与氧浓度等参数的变化情况。对工作面上、下隅角采区封堵措施可以减少采空区漏风,且封堵长度越长效果越明显,但碍于现场施工和实际操作的难易程度,封堵长度受到限制;注氮使得采空区氧浓度的分布范围变窄且浓度降低;注氮与封堵上、下隅角对控制采空区氧浓度的分布效果较明显。最后通过固定封堵长度（下隅角堵10 m、上隅角堵5 m）、改变注氮量,研究了最小注氮量的计算问题,得出了6202工作面最佳注氮量计算公式。结合煤层实际最短自然发火期和工作面正常推进速度计算出阳湾沟煤矿注氮量为260 m³/h。     

察哈素煤矿煤常温下氧化CO产生规律研究及控制技术

针对察哈素煤矿综采工作面正常回采期间上隅角频繁出现CO超限问题,通过选取察哈素主采的2号和3号煤层进行煤常温氧化实验,研究分析工作面CO来源及产生规律。通过实验得出工作面回采期间采空区内遗落的煤炭发生氧化产生的CO是工作面上隅角CO的主要来源,工作面采空区遗煤氧化产生的CO量与采空区漏风量及采空区内遗煤量等有直接关系。为此,针对性地提出了减少工作面采空区漏风、上隅角埋管抽放措施及加强CO气体监测监控的措施。现场应用结果表明,采取CO控制措施后,上隅角内的CO浓度处于15×10^-6～20×10^-6,回风巷内的CO浓度处于15×10^-6～25×10^-6,工作面回采期间未发生CO超限现象,为类似条件下综采工作面采空区CO治理及控制提供了参考,具有较大推广应用价值。     

并列双U型通风方式采空区瓦斯贮藏与运移规律研究

为了揭示并列双U型通风工作面采空区瓦斯涌出规律并提出有效的瓦斯治理措施,以阳煤集团新景煤矿92116工作面为研究对象,综合考虑了工作面推进速度、进风巷风量、采空区遗煤厚度、回采区域煤可解吸瓦斯量、回采工作面煤壁瓦斯初始涌出速率等实测参数,建立了基于移动坐标系下的采空区瓦斯涌出数学物理模型,数值模拟结果与实测结果之间误差小于15%。结果表明:采空区首个横川巷道瓦斯浓度、回风巷瓦斯浓度、上隅角瓦斯浓度随工作面推进速度增大以朗格缪尔函数形式增长,随进风巷风量增大以指数函数形式减小。针对存在的采空区首个横川瓦斯超限难题,定量分析了采空区第二个横川埋管抽采瓦斯措施的治理效果。     

低瓦斯矿井坚硬顶板综采工作面瓦斯防治技术研究

针对雨田煤矿W1103综采工作面采用U型通风、工作面回采过程中上隅角容易出现瓦斯超限的问题，当增加工作面配风量，会增加采空区漏风量，造成上隅角瓦斯难以控制。上隅角区域的不充分冒落，也为瓦斯积聚提供了空间，在顶板预裂爆破时，会造成瓦斯超限问题。分析了工作面瓦斯来源，回采工作面瓦斯涌出以开采层为主、邻近层为辅；采用顶板预裂爆破、风障引风、本煤层瓦斯抽放、上隅角插管抽放等综合瓦斯治理技术，解决了上隅角瓦斯超限问题，确保了矿井的安全生产。