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1.
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综放开采采空区瓦斯运移规律的模拟试验研究 被引次数：4
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秦跃平 朱建芳 陈永权 谭昆《煤炭科学技术》,2003年第31卷第11期
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基于模型试验的相似理论，根据综合机械化放顶煤采空区的特点建造了三维模型。在U型和E型两种通风方式下，对比研究了综放开采采空区流场及瓦斯运移特性，得出了具有指导意义的综放开采采空区的瓦斯运移规律和合理的采空区瓦斯排放方案。
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2.
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综放工作面邻近抽放技术的试验研究
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秦长江 宋尽忠 王麦林《煤炭技术》,2013年第32卷第2期
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通过对综放工作面采场及瓦斯运移的理论研究,提出了利用综放工作面上一个区段已有的巷道,向正在开采的综放工作面顶板施工瓦斯抽放钻孔,抽采采空区瓦斯富集区瓦斯的方法,并进行了现场试验,为综放工作面解决瓦斯超限问题提供了一种新途径。
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3.
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综放采场瓦斯运移相关理论及应用研究
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陈全《东北煤炭技术》,1996年第4期
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依研究综放采场瓦斯运移规律的需要，提出矿井瓦斯气体浮升与压强扩散理论，应用该理论结合现场试验，研究综放开采顶煤瓦斯和采空区瓦斯运移规律及工作面瓦斯涌出规律。
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4.
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综放采场矿压与卸压瓦斯运移关系研究
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余同勇《煤炭技术》,2015年第34卷第6期
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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.
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5.
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上隅角埋管抽放前后采空区瓦斯运移规律研究
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王兵建 陶占宇 李军 谷龙生《煤炭科学技术》,2012年第9期
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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。
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6.
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综放开采支承压力与卸压瓦斯运移关系研究 被引次数：2
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李树刚 林海飞 成连华《岩石力学与工程学报》,2004年第23卷第19期
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富含瓦斯厚煤层综放开采后，煤岩体中的卸压瓦斯运移规律与其渗透性密切相关，而支承压力变化又对渗透性有很大的影响，即采场卸压瓦斯的运移规律明显受支承压力的影响。分析了采动影响下煤岩卸压瓦斯的流动特性，并根据靖远煤业公司魏家地矿110综放面的矿压观测及瓦斯监测结果，分析得到综放采场前方支承压力及其作用下渗透系数随工作面距离变化的曲线，进而得出综放面支承压力与卸压瓦斯运移的关系，为有效防治综放开采工作面瓦斯事故和合理抽取并利用瓦斯资源提供了理论依据。
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7.
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双突煤层综放工作面瓦斯开采技术研究 被引次数：1
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李华炜 刘玉德 雍涛《矿业安全与环保》,2011年第38卷第3期
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基于芦岭煤矿的地质条件,采用数值计算、三维封闭式物理模拟等方法和手段,对综放工作面覆岩破裂与移动规律,以及裂隙瓦斯运移规律进行了综合研究,分析了高位裂隙瓦斯运移特征,确定了瓦斯运移的关键层位,找出适合煤与瓦斯共采的基本条件,初步形成综放工作面瓦斯综合开采技术,并将其应用于工程实践。
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8.
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综放开采支承压力与卸压瓦斯运移关系研究
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张富宾 张莉《中国科技博览》,2012年第11期
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通过分析采动影响下煤岩卸压瓦斯的流动特性，并根据靖远煤业公司魏家地矿110综放面的矿压观测及瓦斯监测结果，得到综放采场前方支承压力及其作用下渗透系数随工作面距离变化的曲线，进而得出综放面承压力与卸压瓦斯运移的关系，为有效防治综放开采工作面瓦斯事故和合理抽取并利用瓦斯资源提供了理论依据。
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9.
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综采放顶煤工作面瓦斯涌出预测及防治
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刘占文 孙久恒《煤炭科学技术》,1994年第22卷第4期
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分析了综采放顶煤采场瓦斯涌出的特点，提出了可实用的预测综放采场瓦斯涌出量的计算公式，及防治综放采场瓦斯涌出超限的技术措施。
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10.
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综放开采围岩活动影响下瓦斯运移规律及其控制 被引次数：2
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李树刚《岩石力学与工程学报》,2000年第19卷第6期
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博士学位论文摘要 将综放开采矿山压力新理论、覆岩结构及其活动特征与瓦斯运移聚集规律有机结合, 通过现场矿压观测、适时瓦斯监测、相似材料模拟、电液伺服试验、理论分析及有限元解算等方法, 对含瓦斯厚煤层实施综放工艺时顶煤顶板活动规律及其内瓦斯运移聚集形态进行了系统深入的定性定量分析。从分析含瓦斯煤岩体微观结构特征入手, 探讨了矿压作用下煤岩与瓦斯的宏观运动形态, 从而得出综放开采富含瓦斯煤层的安全控制理论与实践技术。论文视含瓦斯煤岩体为不连续的多相介质材料, 并深入到材料的微观机制抽象出其微结构模型, 分析了其结构形态在煤岩体变形和瓦斯运移过程中的变化形式; 定量分析了煤岩体内孔隙裂隙分布及破碎后的块度变化的分形维数值, 认为采动后支承压力等因素使煤岩体破坏, 从而影响其分维值, 煤岩的极限粒度越小,瓦斯放散解析速度越快, 瓦斯运移潜能越大, 表征其吸附特性的V an derW aals 力下降越多; 综放开采使煤岩力学介质变化显著, 支承压力作用下煤体经历初期压缩、强烈压缩、滑移与离散、流动放出4 个过程, 顶煤介质状态可由宏观连续介质转化为碎裂介质和块裂介质。基于魏家地矿和阳泉五矿的综放面及巷道矿压观测、瓦斯监测和采空区束管监测, 认为本煤层开采时支承压力使煤体孔隙率、渗透系数和瓦斯压力发生很大变化, 且支承压力变化状态与瓦斯运移变化在时间和空间上有一致性; 首次将综放面前方煤体划分为无压瓦斯自由放散区、卸压瓦斯涌出活跃区、降压瓦斯涌出变化区、升压瓦斯涌出变化区及稳压瓦斯正常涌出区; 周期来压时, 瓦斯绝对涌出量和相对涌出量分别比来压前增加了44% 和54%; 统计国内11 个矿井生产面, 覆岩关键层初次来压时, 采场瓦斯绝对涌出量是来压前的1. 21～ 3. 44 倍, 相对涌出量是初垮前的1. 21～ 6. 75 倍; 关键层失稳经历不同, 使综放采空区后方垮矸碎胀系数具有明显的分区性, 据计算碎胀系数和瓦斯浓度、氧浓度变化可将其划分为自然堆积区、载荷影响区和压实稳定区, 自然堆积区和载荷影响区是分析瓦斯流态的关键区, 其内瓦斯的紊流和过渡流态可用非线性渗流方程表示。关键层初次破断失稳的动态冲击力, 一方面克服了风流压力和漏风阻力将富集于支架上方断裂煤壁及架后采空区瓦斯压向采场, 另一方面在碰撞作用点附近使采空区垮矸空隙率降低形成模拟墙, 从而使墙体前方瓦斯迅速挤向采场; 顶板来压前工作面支承压力达到最大, 使直接顶、顶煤体剪切破坏, 煤体屈服, 卸压范围扩大, 支承压力与瓦斯压力梯度联合作用使煤体瓦斯解析并向采场涌出; 关键层作为板的破断呈“O 2X”型特征, 在其交点处首先形成导气通道, 顶板来压期间关键层及其覆岩因变形特性不同而不协调垮落, 便将离层裂隙聚集的瓦斯通过“O 2X”破断裂隙挤入采场, 因此得出结论: 综放面瓦斯大量快速涌出是矿山压力的一种显现。综放开采使垮落带和规则移动带高度增加, 为瓦斯运移聚集提供了较大活动范围。关键层与其上覆或下伏岩层间不协调变形将形成覆岩离层裂隙和破断裂隙; 在煤层采厚2. 6～ 3. 4 倍高度以下破断裂隙较发育, 其上以离层裂隙为主, 随综放开采两类裂隙的时空发展有明显的三阶段特征, 即切眼和回采面附近覆岩采动裂隙发育, 采空区中部裂隙则被重新压实; 覆岩垮落及离层高度受关键层及其结构的影响而呈动态变化, 随顶板初次来压和周期来压, 离层高度呈跳跃性变化, 从而为裂隙带内瓦斯运移聚集的剧变提供了时空条件。综放开采前期是瓦斯运移及控制的关键时期, 覆岩采动裂隙带是经破断与离层裂隙贯通后在空间形成关键层下似椭圆抛物面内外边界所包围的椭抛带(EPZ) 分布, 椭抛带层面的切割为椭圆形裂隙发育区; 关键层破断后, 裂隙带宽在初采边界处相当于初次来压步距, 在综放面上方则变化在1～ 2 倍周期来压步距之间; 采动裂隙带的发生、发展基本受制于覆岩关键层层位及其所形成砌体梁结构的变形、破断和失稳形态; 当主关键层切割椭抛带时, 采动裂隙呈椭球台状, 层面展布的椭圆形裂隙区仍将存在。表征覆岩离层特征的位移曲线主要取决于关键层断裂块度的大小, 由此可计算出关键层初次失稳前后离层裂隙的当量面积及其空隙率和渗透系数。综放开采时瓦斯涌出特点决定了其在覆岩采动裂隙带内具有升浮和扩散两种运移方式。不均衡性瓦斯涌出带, 与周围环境气体存在密度差而升浮, 在浮力作用下沿破断裂隙上升过程中不断渗入周围气体, 使涌出源瓦斯与环境气体的密度差渐减至零, 瓦斯则会漂浮在离层裂隙发育区, 瓦斯升浮高度与本煤层及邻近层瓦斯含量及涌出强度成正比; 混入矿井空气中的瓦斯(CH4) 在其浓度梯度作用下会引起气体分子的普通扩散和压强扩散, 瓦斯扩散流方向与重力压强梯度反向, 即瓦斯具有向上扩散的趋势。从理论上解释了裂隙带是瓦斯运移及聚集带, 为覆岩裂隙带内钻孔抽放、巷道排放瓦斯技术提供了科学依据。首次提出煤样全应力应变过程中渗透系数是体积应变的双值函数, 体积缩小时为2 次多项式, 体积膨胀时为5 次多项式; 渗透系数在弹塑性段急增, 峰值后仍增大, 但梯度渐缓, 最大值发生在软化段或塑性流动段, 且与最小值相差上百倍; 主应力差增大时, 渗透系数变化范围增大, 反之则小。渗透系数是影响煤层瓦斯运移的最重要指标, 而支承压力则是影响渗透系数的主导因素; 支承压力作用下综放面前方不同部位煤体渗透系数变化范围相当大, 支架上方顶煤煤体及煤壁前方5m 内渗透系数最高, 塑性变形区内, 煤层渗透系数急剧降低, 到弹性变形区则接近原始值, 两极值相差可达数10 倍甚至数百倍。认为不论原始渗透系数怎样低的煤层, 采动影响下煤层卸压后, 其内瓦斯渗流速度大增, 瓦斯涌出量也随之剧增, 为瓦斯抽排提供便利条件, 由此提出“煤层与瓦斯共采”的新概念。有限元计算表明: 均衡推进的综放面, 采用短距离循环推进则可降低煤体中因渗流场结构变化而引起的瓦斯压力较大的波动, 一定程度上可减弱综放面前方煤体中瓦斯挤压和抛出煤体(动力异常) 的危险程度。提出以采场矿压监测为主的连续危险源非接触式法预测采场瓦斯大量涌出或涌出异常, 并成功预测了打通一矿工作面突出; 魏家地矿的应用实践表明, 三巷型布置较适宜富含瓦斯倾斜厚煤层的综放开采, 高抽巷应开掘在采动裂隙带内; 预采顶分层或开采解放层即可预释放大量瓦斯又可减缓综放开采的矿压显现程度;代替采空区井的采动区井(孔) 底处于裂隙带内能够充分抽排瓦斯, 淮北局的应用充分证明了该论点; 充分监测综放面顶板来压, 可有效防止综放采空区瓦斯爆炸; 充分利用矿压显现特点且有利于综放开采防治瓦斯、煤层自燃和煤尘等的煤体注水技术在魏家地矿取得了成功。
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11.
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放顶煤开采初期放煤口附近煤体瓦斯压力分布规律研究
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夏永军 唐娟 孟贤正 程国强《矿业安全与环保》,2009年第36卷第1期
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放顶煤工作面前方煤体瓦斯运移主要是沿煤层层面向已采空间的渗流,在综放工作面循环向前推进时,煤体瓦斯渗流场结构发生变化。为进一步探索综放工作面前方煤体瓦斯压力的分布变化规律,有效地进行瓦斯综合治理,运用ANSYS10.0的瞬态分析模块进行了综放工作面附近煤体瓦斯压力模拟分析。研究表明,综放工作面在推进过程中前方应力降低区瓦斯压力变化梯度大,在应力增高区瓦斯压力较高,压力梯度变化小;初放期在工作面前方附近首轮循环放顶煤形成的瓦斯压力梯度比第2轮循环形成的瓦斯压力梯度大。
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12.
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U型综放工作面风流流动及瓦斯运移规律研究
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张倩 陈开岩 栗磊磊 陈辉 蒋中承《矿业安全与环保》,2010年第37卷第6期
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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。
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13.
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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
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何磊 杨胜强 暴庆丰 石庆礼 吕文陵《矿业安全与环保》,2011年第38卷第2期
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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。
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14.
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基于RNG k-ε湍流模型的3D采空区瓦斯上浮贮移
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李宗翔 顾润红 张晓明《煤炭学报》,2014年第39卷第5期
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为研究工作面后方采空区3D空间瓦斯上浮特征，根据质量守恒、动量守恒和Fick定律，建立综放采空区风流-瓦斯变密度混合气体非线性渗流-扩散控制方程。结合大兴矿N2-706工作面实例，运用CFD软件模拟三维采空区瓦斯运移及分布的状态；流场冒落非均质按照“O”型分布描述，计算采用RNG k-ε湍流模型，并考虑重力场条件。理论计算调整与现场实际条件和瓦斯监测记录数据相拟合，指出三维采空区形成的瓦斯分布及上浮态势，是风流移动、瓦斯组分扩散-弥散和含瓦斯风流密度差引起上浮迁移的结果，也是流场瓦斯不断解吸涌出与漏风不断流入所形成的一种动态平衡结果。研究结果表明，采空区高位抽采流量与抽采获得的瓦斯体积分数近似呈反比例函数关系、与回风巷瓦斯体积分数呈负指数函数关系。
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基于RNG k-ε湍流模型的3D采空区瓦斯上浮贮移 被引次数：1
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李宗翔 顾润红 张晓明 毕强 温永宇《煤炭学报》,2014年第5期
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为研究工作面后方采空区3D空间瓦斯上浮特征,根据质量守恒、动量守恒和Fick定律,建立综放采空区风流-瓦斯变密度混合气体非线性渗流-扩散控制方程。结合大兴矿N2-706工作面实例,运用CFD软件模拟三维采空区瓦斯运移及分布的状态;流场冒落非均质按照"O"型分布描述,计算采用RNGk-ε湍流模型,并考虑重力场条件。理论计算调整与现场实际条件和瓦斯监测记录数据相拟合,指出三维采空区形成的瓦斯分布及上浮态势,是风流移动、瓦斯组分扩散-弥散和含瓦斯风流密度差引起上浮迁移的结果,也是流场瓦斯不断解吸涌出与漏风不断流入所形成的一种动态平衡结果。研究结果表明,采空区高位抽采流量与抽采获得的瓦斯体积分数近似呈反比例函数关系、与回风巷瓦斯体积分数呈负指数函数关系。
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16.
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综放面覆岩移动与裂隙带瓦斯运移规律及瓦斯抽采工程实践
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李华炜 刘玉德 张莉聪《中国煤炭》,2010年第36卷第11期
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基于芦岭煤矿的地质条件,通过建立综放工作面开采的岩层力学模型,运用RFPA、UDEC计算软件,对上覆岩层移动规律进行数值模拟计算;结合岩层移动特征,研究了综放工作面覆岩高位裂隙瓦斯运移规律和机理,由此确定出瓦斯运移的关键层位,找出适合煤与瓦斯共采的基本条件.
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17.
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王庄煤矿6206综放面采空区瓦斯流场及浓度分布规律研究 被引次数：3
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赵栋 张学博 邓权威《煤》,2009年第18卷第7期
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利用计算流体力学(CFD)软件Fluent对6206综放面回采不同区段时采空区瓦斯流场及浓度分布进行了数值模拟,得到了"J"型通风条件下的采空区流场及瓦斯运移规律。结果表明,采用"J"型通风系统可减少采空区向上隅角的集中漏风,对有效解决工作面上隅角瓦斯积聚有着重要的作用。
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18.
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双尾巷治理超长综放工作面瓦斯数值模拟研究 被引次数：2
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王成 杨胜强 许家林 张香山《煤矿安全》,2009年第40卷第7期
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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。
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19.
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特厚煤层综放采场瓦斯运移规律
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姜福兴 孔令海 刘春刚《煤炭学报》,2011年第36卷第3期
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采用高精度微地震监测技术，结合岩石力学理论进行分析，得到了特厚煤层综放工作面采场围岩破裂规律。根据综放采场瓦斯运移规律和工作面超前煤体的百米钻孔瓦斯自然涌出量的现场实测，确定了导致工作面超限的瓦斯主要来自于采空区，给出了可抽放瓦斯的范围。通过分析岩层运动规律与工作面瓦斯浓度变化规律，证明工作面瓦斯的涌出主要受高位岩层周期运动的影响。
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20.
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风速对瓦斯运移规律影响的数值模拟研究
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贾俊宝《中州煤炭》,2015年第6期
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为了有效掌握采空区瓦斯分布及运移规律,基于理论分析和计算机数值模拟相结合的研究方法,利用FLUENT软件建立了综采面采空区瓦斯渗流的三维数值模型.对不同风速条件情况下的采空区风流场、瓦斯运移规律以及“自燃三带”分布宽度进行了数值模拟研究,对比分析了不同风速条件下综采工作面采空区流场与瓦斯分布规律,为正确认识采空区流场和瓦斯运移规律提供了理论依据,对保证煤矿的安全生产、提高矿井的经济效益有重要指导意义.
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