钻孔措施治理厚煤层煤巷瓦斯涌出数值模拟

采用有限体积法对采取钻孔排放瓦斯措施下厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出规律进行了数值模拟,得到不同煤层原始瓦斯压力和透气性系数条件下煤壁煤体瓦斯压力分布与煤壁瓦斯涌出速率。模拟结果表明,与未采取钻孔排放瓦斯相比,钻孔排放瓦斯措施使得煤巷周围一定范围内形成瓦斯泄压区域,厚煤层沿底板煤壁瓦斯涌出速率明显减小;根据模拟结果,采用数据拟合曲线方式得到厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出速率公式,该式可表征采取钻孔排放瓦斯措施下厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出速率。     

掘进巷道正压通风瓦斯运移过程与浓度分布规律数值模拟研究

采用CFD数值模拟方法,对掘进巷正压通风情况进行数值模拟,运用高瓦斯矿井煤巷掘进压入式通风掘进工作面风流流场结构特点,分析掘进迎头和巷道某一断面瓦斯浓度分布,得出发生瓦斯突涌后受通风风流影响,在回流区煤壁形成瓦斯聚集区,并迅速向巷道扩散,为正确评价掘进工作面作业环境和掘进通风效率,预防控制因掘进工作面放炮引起的瓦斯事故提供了新的理论依据.     

掘进工作面混合式通风风流场数值模拟

掘进巷道混合式通风是一种特殊形式的巷道通风方式,研究其风速与瓦斯场分布的特征对于认识掘进工作面风流与瓦斯流动规律,搞好通风瓦斯技术管理工作,具有重要的意义。详细阐述了抽压混合式通风风流场结构,分3个切面绘制了长压短抽通风矢量图,建立模型进行Fluent数值模拟,并分析了压入式风筒回转中心附近风速结构与分布及抽出式风筒轴心线风速变化曲线。     

矿井反风期间瓦斯涌出量的变化分析

根据瓦斯涌出与运移的相关理论,结合反风模拟后平顶山煤业集团五矿4个采煤工作面气压和风量的变化,分析了矿井反风由抽出式转为压入式通风后,风量降低和气压升高对矿井瓦斯涌出的影响,以及回采工作面反风由上行风变为下行风对瓦斯涌出的影响,得出了反风后矿井瓦斯绝对涌出量呈现普遍降低的规律。     

高地应力条件煤与瓦斯突出模拟试验研究

深部煤与瓦斯突出发生机理必然与浅部存在显著差异,将辽宁某矿12煤层型煤作为研究对象,采用自主研发的可同时施加轴压、围压、孔隙压的煤与瓦斯突出全过程模拟装置,以轴压模拟上覆岩层应力作用,围压模拟围岩应力作用,孔隙压模拟气体压力,进行了埋深分别为1100、1300、1500、1700、1900、2100、2300和2500...     

基于ADI方法的煤与瓦斯突出浓度分布规律研究

为了研究煤与瓦斯突出后瓦斯浓度的分布规律,基于流体力学理论,叙述了巷道内突出后瓦斯运移的数学模型,采用交替方向隐式格式方法(ADI方法)对瓦斯运移的对流扩散数学方程进行离散化处理,并在给定的物理模型以及初始条件下进行数值模拟求解,得到巷道内突出后瓦斯在不同时间、不同地点的浓度分布规律.结果表明:交替方向隐式格式方法具有运算速度快、无条件稳定等优点,能够较好地模拟巷道内瓦斯突出后的浓度分布规律,为煤与瓦斯突出防治提供了一定的理论参考.     

高瓦斯矿井改用压入式通风的探讨

多年来我国煤矿矿井通风在主扇工作方法的选择上似乎有一个不是“禁区”的“禁区”，即高瓦斯矿井尤其是煤与瓦斯突出矿井不能采用压入式通风。其理由是采用压入式通风，当主扇停止运转后，矿井瓦斯涌出量增大威胁矿井安全，因此我国一些原来采用压火式通风的矿井先后都由压火式通风改为抽出式通风，目前我国采用压火式通风的矿井数已是微乎其微。由原来的抽出式通风改为压火式通风则更不敢设想，这已形成一个传统“观念”。笔者认为这个“观念”应该改变，不改变这种“观念”对矿井通风工作极为不利。一个矿井应该采用哪种通风方式，应根据…     

利用顶板冒落规律抽放采空区瓦斯的研究

为了给采空区走向高位瓦斯抽放钻孔的设计提供依据,采用相似模拟试验方法分析了采空区顶板冒落规律、覆岩关键层的破断对采空区顶板冒落形态和采空区瓦斯的富集区域影响。依据瓦斯富集区域、顶板的垮落角和周期来压(垮落)步距给出了顶板瓦斯抽放钻孔的终孔层位、钻场间钻孔的压茬距离和抽放钻孔在倾向方向上控制范围的确定方法,并预测钻孔的抽放瓦斯效果。现场应用取得了良好的效果。     

下向孔带压封孔技术的应用

针对下向孔封孔难问题,通过理论分析、数据模拟和现场实测,最终决定采用改进后的钻孔带压封孔技术,结果表明在采用带压封孔后各钻孔的瓦斯压力有明显上升。为后续煤矿瓦斯治理提供了坚实可靠的数据支撑。     

局部通风机引排上隅角瓦斯技术的应用

分析了采用矿用对旋抽压式局部通风机引排瓦斯技术解决回采工作面上隅角瓦斯问题 ,介绍了瓦斯引排系统工艺参数确定、采取的措施及取得的安全指标。     

均压法治理采空区上隅角瓦斯的数值模拟研究

用迎风有限元数值模拟方法，以图形方式从理论上直观展示了回采采空区上隅角瓦斯积聚的流体力学原理，指出采场上隅角瓦斯超限主要是因为采空区上隅角瓦斯积聚。结合算例模拟计算发现，利用在回风侧设局部扇风机的均压法治理工作面上隅角瓦斯时，应将压风口深入采空区内，其压风量与合理的管口位置呈反比例关系。给出了均压注风前后采空区的瓦斯分布变化情况，重点探讨了应用数值模拟试验方法定量化确定合理的压风量及管口位置的问题。图6，参6。     

综放采场矿压与卸压瓦斯运移关系研究

针对综放采场开采过程中瓦斯频繁超限现象,对综放采场矿压与卸压瓦斯运移关系进行了分析研究,通过理论分析、现场实测和数值模拟相结合的方法得出综放采场矿压与卸压瓦斯运移关系。     

煤层瓦斯压力测定封孔实验研究

通过室内实验模拟研究不同材料对封孔时密封性的影响,采用快硬水泥封黏液、黏液封瓦斯的主动式封孔方法,不但延长了黏液封孔段的长度,而且使煤层瓦斯测压更加可靠准确,从而提高封孔的密封性。     

高瓦斯矿井特厚煤层综放开采通风系统改造与优化

采用现场实测、理论分析和数值模拟相结合方法,分析了现有"U+I"型通风方式下工作面瓦斯积聚特征及原因,提出W+I型"两进两回"式通风方式。数值模拟和现场实测表明:W+I型"两进两回"式通风风流速度较大、涡流速度较小,工作面有效风量较大,可以有效稀释积聚瓦斯,回风巷瓦斯浓度最大为0.4%,瓦斯超限得到有效控制。     

2111采空区瓦斯运移规律探究与防治

2111工作面原先通风方式为压入式U型通风,在工作面回采过程中瓦斯检测仪检测到工作面上隅角瓦斯浓度达到了13.1%,给煤矿安全生产造成了隐患,为了保证工作面的安全回采并有效的降低瓦斯超限的问题,矿方采用Fluent软件对整个回采面建立了模型,数值模拟后得出瓦斯积聚在压实稳定区即回风巷后方采空区,而且瓦斯容易逸散至采空区上部断裂带,为此矿方采用了Y型通风+顶板高位钻孔瓦斯抽采对2111工作面进行了治理,抽采后根据现场实测得出工作面上隅角瓦斯浓度稳定在0.5%左右,降低幅度为96.1%,瓦斯浓度得到了有效控制,为煤矿生产提供了安全保障。     

主动式补气对煤层瓦斯压力测定影响规律研究

针对目前煤层瓦斯压力测定周期长、准确性差的问题,采用理论分析、数值模拟和现场实验相结合的研究方法,分析了主动式补气快速测压的原理,研究了补气气源压力、补气时间、煤层渗透率、原始瓦斯压力等因素对补气测压结果的影响规律。结果表明,主动式补气可以明显减少瓦斯压力测定所需要的时间,补气压力越接于煤层原始瓦斯压力、煤层透气性越大、补气时间越长,越有利于煤层瓦斯压力的测定。现场试验证实,主动式补气法对准确快速测定煤层瓦斯压力具有较好的实用价值。     

直压式钻孔煤层瓦斯压力测定仪应用探讨

本文主要介绍了直压式钻孔煤层瓦斯压力测定仪的设计思路、结构、工作原理及参数选择,并从理论和实测对结果进行分析研究,从而了解直压式钻孔煤层瓦斯压力测定仪与传统的测压仪不同,即只需钻机立轴向下加压即可,操作简单,测试成功率高,数据准确可靠等优势。为直压式钻孔煤层瓦斯压力测定仪的应用提供一定理论和实践依据。     

工作面采动瓦斯流场分布规律研究

掌握采空区瓦斯分布规律,是制定合理的抽采采空区瓦斯技术方案的前提。基于五虎山煤矿1201工作面回采过程中出现回风瓦斯超限的状况,在分析该工作面的瓦斯涌出来源的基础上,采用FLUENT数值软件,对1201工作面的采动瓦斯流场分布进行了模拟研究,模拟结果合理的解释了正常回采和顶板来压期间瓦斯涌出的不同规律,并为该工作面采空区瓦斯治理技术方案的制定提供了理论依据。现场实测结果证明了研究结论的科学、可靠性。     

鹿台山矿递进式定向钻孔瓦斯抽采技术研究

针对鹿台山矿瓦斯压力大、治理难度高的特点,结合该矿的地质条件,利用理论分析与物理模拟相结合的方法,提出了递进式定向钻孔与水力造穴技术相融合的瓦斯抽采技术,并对该矿掘进工作面的瓦斯抽采提出了实际可行的方案。通过瓦斯抽采前后实测数据对比发现,采用递进式定向钻孔瓦斯抽采技术可以大幅度提高矿井掘进工作面的生产效率和安全系数。     

实行瓦斯分源治理效果好

文章介绍了枣庄局根据瓦斯不同来源而采取的不同治理瓦斯方法。如掘进工作面由专职瓦斯员负责制;回采工作而则采用堵漏瓦斯和均压排放方法;巳采区瓦斯管理则采用均压和降低风阻减少负压的措施。