高瓦斯隧道施工通风技术研究

工程施工过程中,在开挖至一定层面后发现了瓦斯气体,为了确保工程的正常进行,及时调整施工技术措施,同时对原定方案进行修正,在隧道进行通风改造,针对施工层面发现的瓦斯等气体,在通风过程中,瓦斯等气体的排出保持一种动态过程,随着通风时间的增加,隧道中瓦斯浓度逐步变化,为确保矿井内作业人员的安全,防止人身伤害事故发生,对隧道内通风情况进行了数值模拟,根据实际建立仿真模型,同时也对隧道内风速、瓦斯浓度进行数值模拟,研究得出最佳的通风方法。     

大断面隧道穿越小夹角煤层施工中的瓦斯运移规律研究

为探明大断面隧道在通过煤层夹角比较小施工过程中的瓦斯保护与运移扩散规律,以某在建瓦斯隧道为施工背景,构建了隧道通风的三维数值模拟,并借助流体计算软件Fluent进行模拟计算。深入研究了通风时间、瓦斯的涌出情况以及风速高低等多种因素,对瓦斯扩散的影响规律。研究结果表明,不同的通风时间,检查瓦斯在隧道内的总体分布规律,瓦斯呈现上部分瓦斯浓度大,下部分浓度较低,符合实际情况;瓦斯涌出位置不同,瓦斯在隧道内的分布不同,在持续通风的作用下,距释放源越远,瓦斯含量就越小,气体含量所达到的峰值也越慢;风速越高,瓦斯气体的排放隧道速度越快,气体含量峰值也越小。     

龙泉山高瓦斯隧道施工监测和管理技术应用

以龙泉山隧道为工程实例,在瓦斯隧道的施工过程中增加了瓦斯监督方,对隧道内瓦斯的浓度进行纠察以及瓦斯检测人员工作质量进行监督,确保隧道内瓦斯浓度监测结果具有实时性和准确性,最大程度地降低瓦斯事故的风险,以保障工作人员的生命安全以及降低工程损失。     

高瓦斯长大隧道施工通风模拟研究

根据不同隧道施工实际，长大隧道的通风通常选择压入式通风或者成本较高通风效果好的巷道式通风，二者有各自的优缺点。高效、经济的通风是保障高瓦斯隧道安全施工的关键因素之一，通风方式的选择至关重要，合理的通风方式能有效稀释瓦斯浓度，并能够节约施工成本。结合高瓦斯长大隧道工程实际，完成了该隧道施工通风参数计算，采用计算流体动力学软件Fluent构建了不同通风方式下瓦斯隧道施工通风数值分析模型。通过数值模拟，得到了隧道内风流流场分布规律及瓦斯浓度分布规律，为瓦斯隧道容易产生瓦斯积聚的地点并需重点检查的部位提供了指导依据，也为通风方式的选择提供了一定的理论基础。     

瓦斯隧道施工技术获突破

内（江）昆（明）铁路全线第一长大瓦斯隧道——朱嘎隧道近日贯通，这标志着我国在长大瓦斯隧道的施工技术上取得了突破性进展。     

隧道大断面揭煤突出危险性预测指标研究

公路隧道穿越煤系地层时,如何快速准确测定煤层突出危险性是保障隧道安全施工的前提,其中煤层突出危险性预测指标的选取是关键。以华蓥山隧道K6煤层为工程实例,隧道在大断面开挖应力扰动及放炮震动情况下,采用理论分析、现场测试及实验室数据分析的方式,对煤层瓦斯含量和瓦斯压力进行了对比分析,确定了瓦斯含量比瓦斯压力更具有敏感性,选取瓦斯含量作为突出预测指标更加准确、合理。为下一步隧道内同一组煤层的揭煤防突提供了理论指导。     

采空垮落区的风流运动和瓦斯运移作用机理

通过对采空区内矸石的特性分析,研究瓦斯在采空区中的扩散规律。建立瓦斯在采空区内扩散的数学模型,描绘了回采中采空区瓦斯的运移与分布的流体动力学原理。给出增大风量后瓦斯分布的算例,由此反映出工作面风压与采空区内部瓦斯压力的动态平衡性。运用质量守恒定律和非线性渗流方程,提出基于Fick扩散定律和Brinkman方程的瓦斯扩散-通风对流运移模型,综合考虑了流体压力梯度和动能作用,比较适合采空垮落区的风流运动和瓦斯对流扩散规律。通过数值模拟并与实验结果对照,研究采煤工作面采空垮落区内瓦斯运移的作用机理。认为采空区内瓦斯扩散的数值模拟的模型是有效可行的,为扩散规律的研究提供理论依据,从而有助于煤矿瓦斯监测与安全管理。     

瓦斯爆炸对隧道衬砌应力影响的数值模拟

以云南省某隧道瓦斯爆炸事故为背景,基于等效爆源理论对隧道内的瓦斯爆炸进行量化,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件中Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)算法,建立隧道内瓦斯爆炸的流固耦合模型,选用*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE(JHC)材料模型模拟衬砌,分析瓦斯爆炸冲击波传播特征及其对隧道衬砌应力的影响.结果表明:(1)爆炸后隧道内冲击波压强会瞬间增大并持续一段时间;(2)爆炸后的冲击波受到衬砌和围岩的约束,会在隧道内循环发生无规则反射,导致冲击波大幅度增强,并使隧道内的流场复杂化,减缓冲击波强度衰减的时间,且在衬砌墙角和底板处反射效应最强;(3)爆炸后衬砌的有效应力达到最大值后迅速衰减,但是在衰减过程中反复波动,加剧了爆炸对衬砌的破坏.     

选煤厂原煤仓瓦斯超限治理研究

为解决选煤厂原煤仓瓦斯超限的问题,以铁东选煤厂原煤仓为工程背景,建立原煤仓的数学模型和物理模型,对原煤仓内部的瓦斯浓度分布情况进行数值模拟,结果表明:在不借助任何通风设备的情况下,冬夏两季原煤仓内瓦斯浓度均高于《煤矿安全规程》规定的浓度。通过增加原煤仓通风口数量和增加仓外通风设施,提出了4种原煤仓瓦斯治理方案并进行数值模拟,对比分析结果表明,采用进口风速0.7 m/s的两进两出的正压通风方式,能够降低煤仓内各处瓦斯浓度,可有效解决铁东选煤厂原煤仓瓦斯超限的问题。     

隧道揭煤区域预测最小超前距研究及应用

当公路隧道在掘进过程中穿越煤系地层时,将会面临煤与瓦斯突出的风险。确保隧道安全生产,提前准确测定煤层突出参数是关键。隧道在大断面开挖应力扰动情况下,研究分析隧道揭煤区域预测最小超前距、确保隧道安全施工,具有重要的意义。以宝鼎2号隧道工程为例,采用理论分析和数值模拟的方式,对隧道开挖时应力分布规律进行研究分析,得出煤岩应力场分布特征,并推导出宝鼎2号隧道揭煤区域预测最小超前距为14 m。对宝鼎2号隧道ZK15+895 m煤层进行现场预测应用,测得煤层原始应力区瓦斯含量远大于煤层应力扰动区内瓦斯含量,说明在煤层原始应力区内测定的瓦斯参数指标更能真实、准确地反映本煤层突出危险性。