尾巷风量对“J”型通风工作面漏风及瓦斯分布的影响

利用Fluent软件对王庄矿8103"J"型通风工作面在不同尾巷风量时的采空区漏风及瓦斯运移进行了数值模拟,得出了沿着工作面全长的漏风分布及采空区瓦斯分布,并分析了其随尾巷风量的变化规律。研究结果表明:总风量不变的情况下,不同尾巷风量时工作面均是全程向采空区漏风,在下隅角处漏风量最多。随着尾巷风量的增大,工作面漏入采空区的风量逐渐增大,其中在下隅角及回风巷处的增幅较大;高浓度瓦斯有向采空区深部移动的趋势。     

SF_6示踪气体测定漏风技术在王庄矿的应用

利用SF_6示踪气体可以有效的测试矿井漏风通道,确定工作面向采空区的漏风方向及漏风量。结合王庄矿8103工作面的实际情况为背景,进行了现场SF_6示踪气体测试研究。研究表明:工作面全程向采空区漏风,自下隅角至上隅角漏风量逐渐减少且大致呈线性分布;8103工作面往采空区总漏风460m~3/min,占工作面总风量的20.7%。     

解决高瓦斯采掘工作面瓦斯的综合措施

本文论述了羊渠河矿采用五种综合措施处理高瓦斯采掘工作面的瓦斯超限问题。①抽放瓦斯:采用平行和扇形布孔方式进行本层预抽和边采边抽,平均抽放量可达0.82m~3/min;②增加风量:用压缩其它地区的富余风量、堵塞漏风和调整通风系统方法增加工作面风量;③尾巷排放瓦斯:利用矿井负压通过尾巷排放采空区瓦斯,纯排放量可达3.52m~3/min;④解决上隅角瓦斯积聚:采用工作面与回风巷夹角成钝角形式、尽量减少上隅角范围、吊挂风帐以使较多的风流流经上隅角和使用“水炮弹”等;⑤加强瓦斯管理:如设专人、专责、制定制度等。     

综放工作面瓦斯运移影响因素优化的数值模拟

提出了运用正交试验设计的方法来考察综放工作面推进速度、配风量和上隅角抽风量这3个影响因素对采空区瓦斯浓度分布的影响。数值模拟和正交试验分析表明工作面推进速度对相对瓦斯涌出量的影响最大,其次是上隅角抽风机抽风量,而配风量的影响最小。当工作面产量为5 900 t/d、配风量为2 600 m3/min、回风上隅角抽风量为330 m3/min时,工作面相对瓦斯涌出量最小,且瓦斯浓度不超限。实测数据与数值模拟结果较吻合,表明运用Fluent软件可以用来确定3个影响因素的最优组合。     

回采工作面U+L型通风系统高效应用方案研究

为了使工作面U+L型通风系统能够高效应用,采用理论分析方法,从回风巷瓦斯浓度、采空区煤炭自燃、通风系统管理及经济合理性4个方面对工作面U+L型通风系统高效应用的判定方法进行了分析;构建了U+L型通风系统模拟模型,应用数值模拟方法对工作面供风量分别为1 000、2 000、3 000、4 000 m³/min条件下的联络巷至工作面距离与工作面上隅角瓦斯浓度的关系进行了分析,对联络巷处于不同位置时工作面供风量与氧化带宽度的关系进行了研究。研究结果表明:联络巷至工作面距离与工作面上隅角瓦斯浓度近似满足指数函数关系,且风量越低这种关系越明显;以1%作为上隅角瓦斯体积分数超限标准,当工作面供风量为1 000、2 000、3 000 m³/min时,联络巷间距分别不能大于11、34、50 m;当工作面供风量为4 000 m³/min时,无论联络巷处于何处上隅角瓦斯体积分数均不超限。工作面供风量与上隅角瓦斯体积分数近似满足负指数函数关系,且联络巷至工作面距离越大这种关系越明显;当联络巷间距为10、20、30、40、50 m时,工作面的...     

综放工作面上隅角埋管抽采治理瓦斯的极限能力研究

根据五阳煤矿7601工作面现场实际,采用计算流体力学数值模拟软件FLUENT,对U型通风综放工作面上隅角埋管抽采的极限瓦斯治理能力进行数值模拟,结果显示:工作面采用U型通风方式,进风量为2 880 m~3/min、抽采混合量为220 m~3/min时,工作面最大瓦斯治理能力为29 m~3/min,工作面上隅角和回风巷瓦斯浓度随工作面瓦斯涌出总量的增加呈线性升高,为回采工作面选用上隅角埋管抽采提供了理论和数据支持,使工作面瓦斯治理更具科学性。     

3_248工作面初采期间瓦斯治理配套技术

工作面上隅角瓦斯涌出量大小,与采空区漏风量呈正相关关系,即:漏风量越大,瓦斯涌出量也随之增加;不利于工作面抽放。为此,在3248工作面采取了上、下隅角封堵、加挂风障措施。初采期间,将风量由1200m3/min调至1000m3/min。     

风帘对采空区漏风及工作面瓦斯分布的影响

为得到风帘设置对采空区漏风及工作面瓦斯分布的影响,采用数值模拟方法对有、无风帘条件下的采空区漏风和工作面瓦斯分布进行了研究。结果表明:有、无风帘条件下的采空区漏风及工作面瓦斯分布规律基本一致,采空区漏风在工作面倾向方向的前端由工作面漏入采空区,在后端则由采空区漏回到工作面;在工作面倾向方向上瓦斯浓度呈现逐渐增大的趋势。风帘的设置可减少工作面向采空区漏风量,同时减少了采空区漏回到工作面的风量,以至于可达到降低工作面瓦斯浓度的目的。     

综采工作面缩面前后采空区瓦斯分布规律对比分析

通过对22006工作面采空区瓦斯分布进行研究,可以掌握采空区内瓦斯分布规律,为采空区瓦斯治理提供合理的措施与措施施工参数。数值模拟分析结果表明:回风隅角瓦斯浓度数值模拟结果最高为0.065%,与实测工作面回风隅角瓦斯浓度0.063%相吻合,验证了数值模拟的可靠性;缩面前工作面向采空区的漏风量比缩面后工作面向采空区漏风量大;缩面后采空区瓦斯浓度高于缩面前采空区瓦斯浓度;缩面前回风隅角瓦斯浓度高于缩面后回风隅角瓦斯浓度,并且缩面后回风隅角瓦斯浓度最高为0.06%,远低于国家安全规程规定的1%上限。     

Y型通风综采面运巷与风巷合理配风比研究

通过对Y型通风情况下,运巷和风巷配风比不同时,对工作面采空区风流流场进行数值模拟。结果表明:运巷和风巷配风比越大,即运巷风量越大,流经工作面的风量也越大,工作面两端压差也越大,工作面漏向采空区的漏风量也越大,而工作面瓦斯浓度不断降低;但是上隅角和尾巷的瓦斯浓度不断升高。经过数值模拟和现场不断测试分析,确定运巷和风巷合适配风比为3∶1。     

上隅角不同插管深度瓦斯抽采效果研究

为研究上隅角插管深度对瓦斯抽采的影响,以党家河煤矿104工作面为背景建立数值模拟模型,使用FLUENT数值模拟软件对抽采前及插管深度为1、3、5 m时工作面及采空区瓦斯浓度分布进行数值模拟;数值模拟结果表明:上隅角插管深度越深,上隅角瓦斯浓度越低,但对除上隅角以外的工作面和采空区其它地方的瓦斯分布影响不大。将研究结果应用于现场实践,实测104工作面上隅角瓦斯浓度不超过0.7%。研究结果表明上隅角插管抽采瓦斯可以有效抽采上隅角瓦斯,降低上隅角瓦斯浓度。     

一进两回Y型通风采空区气体分布数值模拟

为了掌握Y型通风采空区气体分布规律,根据现场实际建立了一进两回Y型通风采空区物理模型,运用Fluent软件对一进两回Y型通风采空区漏风流场、漏风量和瓦斯浓度分布进行数值模拟研究。结果表明:随至下隅角距离的增大,工作面向采空区的漏风量减小,在上隅角附近漏风量急剧增大;沿采空区长度方向,越靠近采空区深部瓦斯浓度越大;沿工作面方向靠近运输巷侧瓦斯浓度低,靠近沿空留巷侧瓦斯浓度高。     

综采支架对采空区漏风及瓦斯分布规律的影响

为确定采空区瓦斯浓度与工作面有无支架之间的关系,文中采用数值模拟研究手段,建立工作面有无支架两种模型,分析了采空区内瓦斯浓度分布及工作面上下隅角瓦斯浓度,研究结果表明,当工作面存在支架时,对采空区内的漏风量有较大影响,在采空区回风侧,有支架时瓦斯浓度数值模拟结果明显高于无支架时的瓦斯浓度,工作面向采空区漏风主要影响范围为底部,在采空区回风侧。     

不同风速下采空区瓦斯分布及抽采技术研究

为了解决采空区漏风,遗煤容易发生自燃,瓦斯超限的问题,采用理论分析、数值模拟、现场实验的方法对某矿采空区不同深度瓦斯分布规律及不同风速瓦斯浓度变化进行数值模拟。研究结果表明:在走向方向,距离进风口越远瓦斯浓度逐渐增大,进风口浓度几乎为0,而在采空区深部约250 m位置,瓦斯浓度可达80%左右;随着采空区深度增加,瓦斯浓度呈曲线式变化,同一标高下,采空区越深,瓦斯浓度越高;在采空区相同的位置,风速增大时可以减少工作面瓦斯浓度;确定出上隅角瓦斯抽采管路布置在距离顶板2.6 m附近,当深度达到15 m时上隅角浓度降至1.2%.     

文家坡煤矿工作面漏风规律及隅角封堵效果

为解决陕西彬长文家坡煤矿4105工作面采空区因工作面漏风易引发煤自燃的潜在安全隐患,利用SF₆示踪法检测采空区漏风通道,掌握工作面漏风规律。利用COMSOL数值模拟软件分析不同封堵条件下的采空区瓦斯运移规律,明确了同封堵条件下的采空区瓦斯运移效果。研究结果表明,工作面100#～120#支架之间30 m范围内SF₆响应度显著,存在明显漏风通道或数量较多的细小漏风通道;上下隅角均未封堵的情况下,漏风量最大,且漏风迹线遍布整个采空区,遗煤自燃概率最大;仅封堵下隅角时,漏风量相对减少,且漏风迹线在采空区中部分布较少,遗煤自燃概率有所降低。同时,对上下隅角进行封堵时,漏风量最少,且漏风迹线在采空区中部分布、工作面与采空区交界面附近分布较少,遗煤自燃概率最低。采空区漏风封堵时应对上下隅角同时进行封堵,切断漏风通道,减少采空区漏风。     

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。     

工作面漏风对采空区瓦斯流动规律影响的数值模拟

为了描述工作面漏风对采空区瓦斯流动规律的影响,建立了采空区瓦斯流动的渗流-扩散模型,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对采空区瓦斯流动规律进行了模拟求解。模拟结果显示,在漏风的影响下,采空区中瓦斯浓度从漏风口处开始降低;随着时间的发展,进风侧的瓦斯逐渐开始向回风侧运移,从进风侧开始逐步形成"扇形"浓度降低区;瓦斯从回风侧流入到回风巷中,使工作面上隅角附近瓦斯浓度异常升高;漏风对采空区瓦斯移动的影响范围有限,靠近回风侧边缘的采空区瓦斯浓度很高为瓦斯浓度富集区。     

大面积采空区综放工作面回风隅角瓦斯治理技术研究

对大面积采空区综放工作面回风隅角瓦斯涌出原因进行了分析,通过封堵隅角,调整通风系统,增加风量,构筑通风设施,改变大面积采空区压力分布,降低回风隅角压差,减少采空区积存的瓦斯向回风隅角的流动和泄漏,降低回风隅角瓦斯浓度。对类似矿井工作面回风隅角瓦斯防治具有较好的借鉴意义。     

西铭矿48708工作面抽采采空区漏风对上隅角瓦斯的治理

针对西铭矿48708综采工作面煤层赋存情况,采用后退U型通风方式分析工作面及采空区瓦斯涌出源,计算工作面配风量及采空区漏风量。采用中高位走向长钻孔及高位裂隙带钻孔抽采邻近层涌出的瓦斯;采用大孔径煤柱孔插管及密闭埋管抽采采空区漏风,改变上隅角风流状态,解决漏风携带瓦斯问题,为上隅角瓦斯本质治理提供了借鉴。     

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...