全风压风流混合处瓦斯超限的成因与对策

本文通过对煤矿井下局部通风掘进工作面全风压风流混合处瓦期浓度与风量关系的综合分析,建立起了全风压风流瓦斯浓度关系数学模型,揭示了掘进工作面排除瓦斯全风压风流混合处瓦斯超限的成因本质,提出了相应对策,对于避免矿井局部通风掘进工作面违章超限排除瓦斯,防止“一风吹”,及有效进行日常局部通风与瓦斯管理具有一定理论指导和实践意义。     

微生物降解煤矿风流瓦斯实验研究

针对煤矿井下采空区、采煤工作面、煤壁和顶板冒落坑等地方涌出的瓦斯汇入风流增加风流中瓦斯浓度而引起的局部瓦斯浓度超限,及甲烷氧化菌在煤体复杂多变的环境内易死亡或失去降解瓦斯能力的问题,结合矿井局部通风系统,主要指抽出式,研究了在煤矿瓦斯涌出源附近风流中来降解涌出的瓦斯,防止煤矿井下局部区域瓦斯浓度超限。设计并开发了模拟微生物降解煤矿风流瓦斯实验装置,分析研究了不同瓦斯浓度、不同菌液浓度及菌液与瓦斯不同接触面积,对菌液降解瓦斯能力的影响。     

非稳态可控循环风系统瓦斯分布规律研究

根据紊流传质理论建立了瓦斯浓度的纵向弥散模型及矿井通风系统的一维非稳定流动网络模型．根据该模型可以计算出可控循环通风系统内部任意位置、任意时刻的风量和瓦斯浓度值．应用该模型，对包含多个工作面的可控循环通风系统的各种非稳态现象进行了模拟分析，得出了瓦斯弥散作用对循环区瓦斯浓度的影响以及循环风机开启、关闭，风门关闭，瓦斯的非正常涌出等非稳态现象下循环区各分支瓦斯浓度的变化规律，为制定非稳态循环风系统的安全保障措施奠定了基础．     

高瓦斯矿井极薄煤层采煤工作面“Y”形通风与瓦斯抽放综合治理研究

针对东泰矿业有限公司一号矿高瓦斯难抽极薄采煤工作面隅角瓦斯超标问题,通过对工作面通风系统进行分析,提出采用"Y"形通风方式治理回风角隅瓦斯,并优化布置了瓦斯抽放系统,改造后,经对比测试表明:工作面风流平均瓦斯浓度降低0.17%,回风流平均瓦斯浓度降低0.19%,回风隅角平均瓦斯浓度降低0.41%。     

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。     

非常规回采工作面瓦斯治理方案优化

高瓦斯矿井为了防治单“U”型通风回采工作面瓦斯灾害,采用对回采工作面通风系统进行调整并结合抽采本煤层煤体瓦斯的方法进行瓦斯治理。结果显示,回采工作面作业期间上隅角瓦斯浓度最大显示为0.4%、回风流瓦斯浓度最大显示为0.25%。     

掘进巷道瓦斯运移多相流场实验研究

基于多相流及矿井通风理论,利用相似性实验方法,搭建了煤矿掘进巷道模型,并通过模型实验获得了掘进巷道内风流流场和瓦斯浓度分布场的特征信息。结合上述两方面的特征信息重点分析了巷道内瓦斯运移多相流场的流动特性,所采用方法对于矿井通风系统及瓦斯监测系统的设计具有较强指导意义。实验结果表明掘进巷道内瓦斯运移的实质是瓦斯组分在矿内混合风流流动中的质量传递过程。     

基于U型通风系统的瓦斯治理试验研究

为完善综采工作面通风瓦斯治理技术方案,在寺河矿5302工作面现有通风方式基础上进行U型通风系统试验,提出改造优化方案。通过采取高位钻孔、中位钻孔、穿透钻孔及闭墙预埋400 mm瓦斯管等措施对采空区高浓度瓦斯进行拦截抽放,监测、分析综采面风流流场分布、53024巷巷口瓦斯浓度、风排瓦斯量及采空区瓦斯抽采量变化情况。结果表明,新型U型通风系统可使风排瓦斯量下降31%,采空区抽采量提高150%,53024巷巷口瓦斯浓度下降23%,并节约了大量成本。试验结果论证了新型U型通风系统的优越性,可为类似煤矿瓦斯治理提供借鉴。     

超长距离掘进工作面局部通风技术研究

为了提高斜沟煤矿长距离掘进通风的效率,通过理论分析计算、数值模拟和现场试验效果检验等方法对矿井已有的长距离局部通风方式进行优化分析。同时采用FLUENT数值模拟软件对不同风速下瓦斯浓度分布云图进行对比,得到在工作面和涡流处瓦斯浓度最大,受回风大巷风流影响瓦斯浓度随之减小,为优化掘进工作面通风系统提供技术指导。结果证明:优化后的掘进工作面通风系统可将风机有效风量率提高到83.2%,风机装机效率增加到92.8%。     

循环系数对非稳态可控循环通风系统主要参数的影响

根据建立的矿井通风系统的一维非稳定流动网络模型和瓦斯浓度的纵向弥散模型,模拟分析了循环系数对循环风机开启、关闭及瓦斯非正常涌出等非稳态情况下,循环区各分支风量、瓦斯体积分数变化的影响,为循环通风系统参数的选择和优化奠定了基础.