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。     

冒落采空区氧浓度分布非均衡性研究

为分析回采采空区漏风强度与氧浓度分布特征，用非均质漏风渗流方程和氧浓度耗散方程建立了冒落采空区漏风流态和氧浓度变化的有限元数值模型，结合观测数据进行了求解；工作面附近流场按冒落介质和冒落空隙间的双流层问题处理。得到采空区内部进、回风侧两端的氧浓度分布是不均衡的，而导致这一现象的原因是采空区漏风流的沿程耗氧和瓦斯的涌出；指出采空区内进、回风两侧端的漏风强度分布基本是均衡的，当考虑瓦斯涌出的影响时，漏回风侧的漏风强度甚至要高于进风侧。从流体力学原理上对现场观测采空区内部进回风两侧氧浓度分布的不均衡给予更合理地解释。此结论将有助于澄清当前学术界对此问题的模糊认识。     

浅埋薄基岩厚煤层采空区自燃“三带”的划分

通过在采空区取样观测,获得了采空区内进、回风侧不同测点的氧浓度分布、漏风强度等参数,依据"三带"划分方法对浅埋薄基岩厚煤层采空区自燃"三带"进行了划分,确定了极限推进速度。结果表明:采空区内随着距工作面距离的加大,氧浓度呈递减趋势,在距离工作面相同距离的位置,进风侧的氧浓度一般大于回风侧的氧浓度。漏风强度随着距工作面距离的增加而呈递减趋势,在工作面附近漏风强度很大,最大值达319.75×10-3cm3/(cm2.s),在距工作面相同距离的位置,进风侧漏风强度要大于回风侧漏风强度。采空区氧化升温带主要分布在进风侧距离工作面10～132 m以及回风侧距离工作面6～58 m的范围。     

跨上山回采采空区遗煤自燃原因分析

通过对任楼煤矿Ⅱ1采区一采空区遗煤自燃案例的原因分析,阐述了跨上山回采对采空区自然发火的影响,得出结论:跨上山回采工作面不宜留设煤柱,如果必须留设煤柱应对煤柱进行预防自然发火特殊处理。工作面收作之后,应先构筑进风侧封闭墙,再构筑回风侧封闭墙,防止改变采空区内的风流走向。     

切顶留巷综采面采空区防漏风技术研究

为掌握切顶留巷条件下的采空区漏风规律，降低对采空区的漏风供氧，首先利用COMSOL数值模拟软件分析了青龙煤矿21606综采工作面切顶留巷采空区的漏风流场，模拟结果表明：切顶留巷“Y”型通风方式下，采空区漏风风速沿远离综采面的方向明显衰减，采空区漏风路径主要为：从下隅角进入，经采空区流向上隅角和通风立眼处。其次，利用SF6现场示踪试验对模拟结果进行验证，结合模拟和现场试验结果得到了采空区漏风流场的特征，并分区域制定了针对性的防漏风措施：在切顶留巷及通风立眼处采取砌墙并进行喷浆处理|在工作面进行切顶爆破加速顶板垮落|在补回风巷和回风巷上隅角处砌筑沙袋墙并喷涂施密特防漏风材料|在切眼及补切眼处进行喷浆和及时封堵切眼瓦斯抽采钻孔|补充压注凝胶等综合措施。通过综合防漏风措施的实施，降低了工作面自然发火风险，保证了工作面的安全回采。     

浅埋藏工作面漏风特征及堵漏效果检验

基于浅埋藏煤层采空区受地表裂隙诱导漏风的影响,从采空区煤自燃防治为出发点,以磁窑沟煤矿10-2号煤层10202工作面为研究对象,通过示踪气体,得到了浅埋藏工作面漏风特征。并通过堵漏技术措施前后漏风对比分析,验证了工作面堵漏效果。研究结果表明:进风巷至工作面倾向30m左右范围内为漏入段,倾向30m至回风侧为漏出段,且地表漏风通道存在;进风风流漏入采空区风量为161.2m3/min,地表漏出风量90m3/min;实施封堵措施后,进风风流漏入采空区降低到76.1m3/min,地表漏风降低到24m3/min。整体漏风量与堵漏技术实践前后降低了85.1m3/min,堵漏效果比较显著。通过对漏风及堵漏实践的分析,识别了工作面漏风特征及堵漏效果,对指导矿井的防灭火实践具有重要的现实意义。     

无煤柱开采工作面相邻采空区连通后漏风规律研究

针对无煤柱开采“Y”型通风工作面采空区漏风严重,相邻采空区连通后漏风规律复杂等特点,以寺河煤矿二号井97312工作面为研究对象,使用SF6示踪气体法测定了漏风区域分布、漏风量和漏风类型,并通过数值模拟分析了采空区内部漏风流场分布规律。结果表明：97311采空区与97312采空区全域存在漏风流;97222巷均为正压漏风,漏风流由97222巷挡矸墙进入97311采空区后,向97312采空区运移;97312工作面进风隅角与回风隅角处形成涡流,导致97312工作面沿风流方向依次形成正压—负压—正压—负压4段漏风区域,部分漏风以涡流形式流回97312工作面,大部分经挡矸墙进入97224巷沿空留巷段;97224巷沿空留巷段以负压漏风为主,但在巷道变形严重和插管瓦斯抽采区域为正压漏风。     

工作面采掘空间流场特性数值模拟研究

在U型通风方式下,以CFD数值模拟软件为手段,对工作面采掘空间的流场分布和瓦斯浓度分布规律、空气密度变化规律进行了数值模拟研究。模拟试验结果表明：沿风流自进风巷、工作面至回风巷的过程中,风流场变化呈先简单、后复杂、再简单的趋势,在进风巷和回风巷与工作面采掘空间交叉处,风流场变化最复杂;工作面采掘空间的瓦斯浓度沿风流方向呈逐渐增加趋势,仅在局部位置发生较大变化,且煤壁侧的瓦斯浓度明显高于采空区侧瓦斯浓度;U型通风条件下,工作面靠近进风巷端部靠近煤壁侧和上隅角瓦斯集聚区最可能出现局部瓦斯超限的区域;上隅角瓦斯集聚区形状呈三角形。     

大采高综放工作面漏风规律研究

针对大采高综放工作面采空区漏风规律复杂且难以定量分析的问题,以中煤塔山煤矿30501综放工作面为例,采用SF6示踪气体漏风检测技术,对工作面进行全长分段漏风检测。结果表明:工作面向采空区的主要漏入通道为下隅角至5#支架,漏风量625 m3/min;工作面向采空区的主要漏出通道分为2部分,65#支架至85#支架漏出风量386 m3/min,85#支架至上隅角漏出风量182 m3/min。工作面向采空区漏风规律整体呈现前半程漏入,后半程漏出的正态分布规律。工作面回风较进风风量多96 m3/min,结合工作面进风巷注氮30 m3/min情况,最终确定采空区外部漏风量66 m3/min。     

U型通风工作面采空区漏风规律研究

通过SF6示踪气体法对温庄煤矿15012 U型通风工作面采空区进行漏风测定。结果显示,15102工作面漏风率为16.31%,采空区内存在多条漏风通道,漏风风速为0.032～0.128m/s。数值模拟结果显示,U型通风系统采空区内漏风风流流线呈U形分布,由工作面进风侧流入,回风侧流出。工作面下隅角区域采空区上部,更易发生自燃。采空区三带呈条状分布,三带范围随高度升高而变化,氧化带随高度增加先增大后减小,散热带随高度增大而缩小,高度大于16.3m时消失。     

尾砂中硫化物对充填体质量影响研究

通过室内试验研究发现,在密闭状态下,尾砂中硫含量的高低对胶结充填体的早期与后期强度及稳定性没有明显影响;在暴露状态下,含硫量低至4%的尾砂胶结充填料试块也会出现裂纹,直至全部崩解。指出采用高含硫尾砂充填的矿房和首层充填体,在底柱和矿柱回采时,揭露时间不宜超过50d,否则会氧化破坏。     

地下开采岩体移动对矿区建筑物安全影响研究

针对金属矿地下开采引起的岩体移动问题，根据弹性力学理论建立了地表移动预测分析的三维理论模型，并用于鲁中铁矿地下开采引起的地表移动预测分析。在分析过程中，采用Matlab软件进行数值积分计算和图形绘制。通过工程实例计算分析表明，计算所获理论结果和实测数据基本一致。可见，所建立的数学模型满足工程精度要求，适用于研究分析金属矿体地下开采引起岩体移动变形以及地表建筑物安全评价。     

对煤矿重大危险源评估中几个问题的认识

近年来,随着对事故的预防和控制的需要,出现了"危险源"、"重大危险源"等概念 .众多行业开展了对重大危险源的评估评价工作.煤矿重大危险源的评估、评价工作也逐步开展,但是对于评估评价工作中的部分问题,仍然存在诸多不同的观点,在此浅谈一点个人的看法.     

缓凝剂对云南磷建筑石膏性能影响研究

研究酒石酸、聚乙烯醇（PVA）、硫脲、骨胶4种缓凝剂对云南磷建筑石膏的抗压强度、凝结时间的影响,确定骨胶缓凝剂是最佳缓凝剂,进一步利用Origin软件进行数据拟合,获得其各拟合方程,通过实验验证拟合度,最终确定骨胶缓凝剂的最佳掺量。     

回水中絮凝剂对铝土矿浮选影响的研究

为了加速铝土矿浮选尾矿的沉降,河南某铝土矿选矿厂使用了以聚丙烯酰胺为主的絮凝剂。沉降槽溢流水返回至浮选作业,导致精矿Al2O3回收率和铝硅比显著降低,试验证明与回水中絮凝剂的累积有关。增大分散剂用量、延长搅拌时间、增大捕收剂用量,可显著降低絮凝剂对铝土矿浮选的影响。当回水返回比例为50%⁷0%时,可兼顾精矿品质与回水利用率。     

屯兰矿奥陶系隔水关键层厚度分析

随着华北地区诸多煤矿开始进入太原组下组煤的开采,研究奥陶系峰峰组岩溶发育深度和赋存规律及能否为下组煤的安全开采提供隔水作用就显得十分重要。以西山屯兰矿奥陶系岩溶地下水系统的水动力条件为基础,利用钻孔实际揭露奥陶系顶部岩溶发育深度和矿井瞬变电磁方法探测岩溶分布状况,综合以上分析推断自峰峰组顶部向下35 m厚度范围内为近乎无水,可作为防峰峰组局部中等富水区突水的隔水关键层。峰峰组上段顶部近35 m隔水层和峰峰组下段约70 m的第1泥灰岩石膏隔水层可作为防上马家沟组中上部第2含水层组突水的隔水关键层。     

山阴县玉井煤矿开采对地下水的影响分析

在充分收集利用已有资料的基础上,通过试验求得相应的参数,应用解析法预测9号煤层开采对上覆含水层的影响,并计算出在影响范围内的各空间点和时间点上的水位降深值,可为煤矿的后续开采和环境管理工作提供相应的理论依据。     

浅谈TG法在煤的工业分析中的应用

采用TG(热重)技术对多种不同性质的煤进行了工业分析,结果表明,热分析技术的分 析结果符合标准方法的测试要求,且有较好的重复性。采用热分析技术可以方便、快速地进行煤 的工业分析。     

煤矿开采对阜新地下水环境影响的研究

针对阜新地区煤矿开采引起的水环境问题,探讨了煤矿开采对阜新地区地下水水位及流场的影响,分析了煤矿工业排放的废水、废渣对矿区地下水水质影响以及矿区内废弃采空区对地下水环境可能造成的影响;提出了保护矿区水环境、防止矿区水环境恶化的若干建议。     

基于CFD模拟的巷道风速监测值修正处理

利用CFD软件对矿井巷道的风流场进行了三维数值模拟,揭示了不同形式巷道风流速度分布特征,分析了监测点风速与平均风速的关系,确定了风速监测数据修正系数,为矿井利用传感器准确监测巷道风量提供了有力保障。