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。     

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,结合达西定律,导出了矿井综放工作面采空区瓦斯运移规律相似准则数。以樟村矿2306综放工作面采空区为原型,建立了相似模型,对不同风速条件下的U、U+L及U+I型通风方式的工作面采空区,进行了瓦斯运移及上隅角瓦斯浓度变化的实验研究。研究结果表明:通风方式决定了采空区内瓦斯运移的空间变化规律;风速决定了其波动程度和影响范围;U+I型通风方式最有利于降低上隅角瓦斯浓度;工作面风速在1.5~2.5 m/s范围时瓦斯浓度控制效果最好,风速过低易出现瓦斯积聚,而过高瓦斯浓度波动明显。     

综放工作面配风量对采空区遗煤瓦斯涌出的影响研究

为了得到综放工作面配风量与通风方式这两个通风关键因素对采空区遗煤瓦斯涌出的影响规律,以郑煤集团新郑煤电有限责任公司11208综放工作面为研究对象,建立了综放工作面采空区遗煤瓦斯运移CFD稳态计算模型,在验证了计算模型计算结果正确性的基础上,利用该模型对U型、U+I型、偏Y型、并列双U型四种通风方式下工作面配风量对上隅角瓦斯浓度、回风巷瓦斯浓度、风排瓦斯巷瓦斯浓度、总风排瓦斯量的差异性进行了定量化分析,研究结果表明,U+I型、偏Y型与并列双U型通风方式有利于控制上隅角瓦斯浓度,但采空区风排瓦斯巷存在瓦斯超限隐患,研究结果对综放工作面通过配风量控制采空区遗煤瓦斯涌出措施具有重大的参考价值。     

“U+I”型通风形式下综放工作面采空区遗煤及支架上方煤壁瓦斯放散与运移规律研究

为了揭示"U+I"型通风形式下综放工作面采空区遗煤及支架上方煤壁瓦斯放散与运移规律,以王坡煤矿3205综放工作面为现场背景,建立了采空区遗煤瓦斯放散与运移稳态计算模型、采空区支架上方煤壁瓦斯放散与运移非稳态计算模型。定量分析了工作面推进速度、采空区遗煤厚度和工作面配风量3个因素对由采空区遗煤瓦斯放散形成的瓦斯浓度场分布的影响,定量分析了移架放顶煤方向对由采空区支架上方煤壁瓦斯放散形成的采场巷道及采空区瓦斯浓度场分布的影响,研究结果对现场工作面瓦斯超限预测具有重要的指导意义。     

“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律研究

为了研究“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,理论分析了工作面瓦斯赋存规律和多孔介质瓦斯运移模型基本方程,然后,采用Fluent数值模拟软件,模拟了“U+L”型通风方式下采空区瓦斯浓度分布、工作面瓦斯分布规律以及采空区风流场分布规律。研究得出,该通风方式下,能够稀释和疏散采空区瓦斯,同时也增大了回风巷排瓦斯的负担,应增加其他相关瓦斯抽采措施,确保矿井的安全开采。     

倾斜厚煤层综放工作面伪斜长度与上隅角瓦斯浓度耦合机制研究

倾角煤层的开采，常伴随输送机上窜、下滑问题。一般通过增加伪斜长度来确保液压支架的正常移动，并为机头机位提供更多作业空间，但伪斜长度增加会影响架间和上隅角瓦斯变化，导致工作面出现瓦斯浓度异常现象。针对倾斜厚煤层开采中容易出现上隅角瓦斯超限的问题，应用Fluent数值模拟软件，分析不同伪斜长度下采空区瓦斯浓度分布规律，确定最优伪斜长度。为研究采空区瓦斯运移规律，应用Fluent数值模拟软件，在伪斜长度分别为20、25、30、35 m条件下对“U”型通风方式下的采空区瓦斯分布及流场情况进行研究。模拟发现：伪斜长度在一定程度上影响采空区内的风流，使得采空区内风流紊乱，瓦斯局部地区集聚严重，进而对采空区内的瓦斯分布及运移造成一定的影响。研究结果表明：工作面伪斜长度对于采空区瓦斯浓度分布有显影响，随着伪斜长度的增加，采空区内风流发生提前转向，导致采空区瓦斯提前向工作面涌出，瓦斯异常区从上隅角处逐渐向工作面偏移，上隅角瓦斯浓度逐渐降低。通过模拟结果对现场伪斜长度优化应用后，试验工作面在伪斜长度25 m左右时，上隅角、回风巷最大瓦斯体积分数均控制在1%以内，工作面未出现瓦斯异常积聚现象。模拟结果与现场...     

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。     

U+L型与U+I型综放工作面瓦斯排放效果对比分析研究

采用Fluent数值模拟软件,选择标准双方程模型进行数值模拟,研究U+L型、U+I型通风方式下综放采空区瓦斯浓度分布规律。从数值模拟的结果看:U+I型通风方式沿走向、倾向和竖直方向的采空区瓦斯浓度分布规律与U+L型通风方式基本一致,相比较于U+L型通风方式,U+I型通方式可更有效的降低工作面和上隅角瓦斯浓度,起到了很好的瓦斯治理效果。     

U+L+高位钻孔组方式下采空区漏风和瓦斯运移规律相似模拟

为了研究在U+L型通风方式加上抽排瓦斯形成复杂风流场下采空区漏风规律及漏风作用下瓦斯的运移规律,依据相似模拟理论在实验室建立U+L(两进一回)加高位钻孔组瓦斯抽放模型。利用能位测定、示踪技术、瓦斯浓度分布等技术手段得出该方式下采空区漏风规律及瓦斯运移规律。     

双U型通风系统综放开采采空区瓦斯分布规律

利用矿用移动式束管采样、色谱分析系统对成庄矿5303双U型通风系统综放工作面采空区进行定期采样分析、随工作面推进分阶段释放示踪气体测定采空区气体流场、应用CFD模拟技术对采空区瓦斯分布进行数值模拟。模拟结果表明：双U型通风综放工作面在正常生产情况下,高浓度瓦斯在采空区深部沿回风侧逐渐汇集,形成瓦斯富集带,瓦斯浓度最高可达70%;现场实测表明采用CFD模型模拟得到的双U型通风系统综放工作面采空区瓦斯分布规律与现场实测结果相吻合,模拟结果为制定采空区瓦斯抽放措施提供了科学依据。     

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。     

双尾巷治理超长综放工作面瓦斯数值模拟研究

介绍了利用双尾巷治理阳泉三矿K8206大采长综放面瓦斯的试验研究,该试验用了U+Ⅱ型通风方式对大采长综放面工作面瓦斯超限的问题进行了研究,并得出了双尾巷布置的合理位置。在此基础上,运用FLUENT数值模拟软件,针对工作面采用U+Ⅱ型通风方式时采空区瓦斯运移规律进行了数值模拟研究。     

综放工作面“U+L”型通风瓦斯运移规律研究

以山西沈家峁煤矿10101工作面为背景,通过理论分析和现场实际,系统分析了10101综放工作面瓦斯涌出来源、流动特性及其影响因素,对综放工作面"U+L"型通风瓦斯运移规律进行研究。研究结果表明:在综采放顶工作面采用"U+L"型通风方式,取得了显著的效果,解决了综放工作面上隅角和回风流瓦斯超限问题,保证高产高效工作面效能的发挥,取得了可观的经济效益和社会安全效益。     

内错尾巷在高瓦斯低透气性综放工作面应用与研究

根据高瓦斯、低透气性煤层瓦斯赋存的特点,结合综放工作面瓦斯涌出的规律,以华电石泉煤业103综放工作面("U+I")为实例,利用fluent软件对工作面瓦斯涌出的进行模拟并结合现场测定,对内错尾巷在综放工作面瓦斯治理效果进行分析。研究表明:内错尾巷作为瓦斯抽采的重要补充,对综放工作面现采空区的瓦斯治理起到了良好的作用,当尾巷的回风量为工作面总进风量的1/3,尾巷回风流浓度保证在1%~2%时,才能保障上隅角及工作面回风流瓦斯不超限。尾巷内瓦斯浓度与上隅角及工作面回风流的瓦斯浓度变化线性相关,稳定的尾巷排放瓦斯是综放工作面回采过程中解决瓦斯问题的重要保障。     

上隅角埋管抽放前后采空区瓦斯运移规律研究

针对新安煤矿14211沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯浓度超限问题,对综放开采工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。根据CFD数值模拟的理论,建立采空区瓦斯渗流的三维非均质模型,并得到了模型中相应参数的确定方法。利用Fluent数值模拟软件,对比分析了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯有无情况下的采空区瓦斯运移及浓度分布规律。模拟结果表明:通过上隅角瓦斯抽放可平均减少42%的上隅角和采空区的瓦斯,有效解决了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯积聚问题,从而保障了综放开采工作面的安全生产。     

Y型通风下采空区瓦斯运移规律及治理研究

针对Y型综放面通风特点,组建Y型采空区综放面通风模拟流体计算模型。经过模拟数值研究Y型采空区综放面流场与瓦斯流动规律,并将U型系统通风与Y型系统通风进行比较分析,从而获得采空区瓦斯流动与流场运动的特点,并将研究结果运用在高瓦斯工作面Y型系统通风中,通过实际工作面具体情况设计建立CFD模型,最终获得Y型采空区系统通风瓦斯流动和分布情况,其模拟数据的结果和现场数据吻合,从而为系统通风与治理瓦斯工作提供优化依据。     

沿空留巷综放工作面采空区瓦斯运移规律

本文结合河南某矿14211沿空留巷综放工作面实际,结合渗流力学及流体力学理论建立采空区瓦斯运移数学模型,利用FLUENT数值模拟软件模拟得出了沿空留巷综放工作面采空区瓦斯运移分布规律。结果表明:采空区瓦斯浓度沿深度方向呈增大趋势,回风侧瓦斯浓度高于进风侧,上部区域瓦斯浓度高于下部。     

中能煤矿2301工作面采场瓦斯运移规律数值模拟研究

为了明确采空区瓦斯运移规律,获得采空区范围与瓦斯体积分数间相互关系,为工作面通风设计提供借鉴,根据渗流力学相关理论,结合守衡原理构建风流流动和瓦斯运移过程力学模型,基于采空区不抽放以及抽放瓦斯相结合2种情况下获得了采场瓦斯风流流向和瓦斯浓度场分布。结果表明,预设回风顺槽抽放,可以降低采空区涌入到工作面的瓦斯含量,从而大大降低回风隅角采空区瓦斯体积分数,对回风隅角的瓦斯治理效果非常显著。     

工作面“U+L”型通风系统向“U+U”型改造的研究

为了解决某矿3405综采工作面在"U+L"型通风系统条件下回风巷及上隅角瓦斯经常超限的问题,建立了该综放面在"U+L"型和"U+U"型通风系统下的物理模型和数学模型,对比模拟结果分析了2种通风系统下采空区沿工作面推进方向、工作面宽度方向和垂直方向的瓦斯分布规律。数值模拟和对改造前后对34052回风巷、34053回风巷及上隅角瓦斯浓度监测表明"U+U"型通风系统有效地保证了回风巷及上隅角瓦斯浓度处于低位,保证了工作面安全回采。     

U型综放工作面风流流动及瓦斯运移规律研究

针对五阳煤矿7802工作面综放开采过程中存在的瓦斯超限问题,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,对工作面风流流场及瓦斯分布进行深入研究,揭示了U型综放工作面风流的流动规律和瓦斯运移规律,同时找出了工作面回风上隅角瓦斯积聚的主要原因,并针对该主因提出了相应的防治措施。