煤矿综采工作面高抽巷通风技术研究

针对U型通风方式存在的回风隅角瓦斯浓度偏高等问题,本文首先对高抽巷的瓦斯抽采原理进行了分析,然后对高抽巷与回风巷的垂直距离和水平距离等参数进行了公式计算,得出高抽巷的最佳层位参数,最后利用FLUENT软件模拟分析了高抽巷对U型通风方式下工作面巷道和采空区的瓦斯浓度分布的影响,结果表明增加高抽巷后可有效避免回风隅角瓦斯聚集,保障生产安全性和工作面瓦斯浓度控制的稳定性。     

卸压瓦斯运移区“孔-巷”协同抽采布置参数优化及高效抽采

高突矿井瓦斯抽采是治理工作面隅角瓦斯超限的重要手段,各抽采方式布置层位不同,其抽采效果存在明显差异,研究协同抽采各抽采方式的最优布置层位具有重要意义。为提高高抽巷抽采效率实现瓦斯精准抽采,基于“椭抛带”理论,运用Fluent数值模拟软件对协同抽采各抽采方式的布置层位进行模拟研究,分析各布置条件下工作面隅角瓦斯浓度,确定最优布置层位。模拟结果表明协同抽采中各抽采方式布置层位为：高抽巷最优平距25 m,最优垂距30 m,定向长钻孔最优平距在10～20 m,最优垂距在11～21 m。通过对单一抽采与协同抽采进行对比分析,协同抽采中回风侧快速提升区跨度明显增大,使得回风侧经上隅角涌入工作面的瓦斯强度降低,隅角瓦斯得到进一步控制。协同抽采较好解决了工作面回风侧风流引起的相对负压造成上隅角瓦斯大量聚集的问题,隅角涡流所引起的瓦斯聚集现象在长钻孔抽采下逐步消失。优化后的布置参数进行现场应用后,试验工作面在生产期间高抽巷平均抽采纯量为64.79 m³/min,占瓦斯涌出量的79.91%,定向长钻孔平均抽采纯量为9.68 m³/min,减小了风排瓦斯的压力,上...     

走向高位抽采巷抽采采空区瓦斯技术的应用与分析

为了解决综采工作面采空区瓦斯向回采空间和回风隅角涌出而造成的局部瓦斯积聚和超限问题,沿煤层顶板裂隙发育带施工走向高位抽采巷,对采空区瓦斯进行抽采。通过对走向高位抽采巷抽采采空区瓦斯效果和对回风流、回风隅角瓦斯浓度的影响分析,得出走向高位抽采巷末端进入采空区40 m左右时,抽采效果达到峰值,并基本稳定,解决了综采工作面生产期间回风流、回风隅角瓦斯治理难题,杜绝了瓦斯超限事故。     

走向高抽巷瓦斯抽采技术应用研究

随着开采深度的增大,某矿采煤工作面的瓦斯涌出量日益增大,尤其是回风巷及工作面上隅角瓦斯问题,制约着工作面的安全持续生产。目前采用的本煤层抽采虽取得一定消突效果,但是上隅角瓦斯超限时有发生,为更好地解决这一问题,选择在顶板布置走向高抽巷的治理方案。但目前高抽巷布置层位及高度多根据经验确定,很多高抽巷并不能有效降低工作面瓦斯,因此准确选定高抽巷位置对于上隅角瓦斯治理有着重要意义。基于理论计算,结合某矿地质及开采条件,在12061工作面进行了现场试验,确定了走向高抽巷的合理布置位置,为矿井后续工作面的高抽巷布置提供有效的经验。     

高抽巷抽采瓦斯流动耦合模型及内错距离分析

为解决回风巷和上隅角瓦斯超限的问题,对高抽巷与回风巷的内错距离进行了研究。根据采场气体的流动特征,基于Navier-Stokes、Brinkman、平移-扩散方程和Fick扩散定理建立了采场瓦斯流动耦合模型,采用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics模拟无高抽巷时和高抽巷与回风巷内错距离不同时,采场瓦斯浓度及流场分布特征,并结合具体的工程实例进行了验证。结果表明:不同内错距离的高抽巷对采场瓦斯治理效果有明显的影响;采空区及工作面上部瓦斯浓度大于下部,上隅角附近平均瓦斯浓度与内错距离呈"V"型关系,当内错距离约30 m时,上隅角和采空区上部瓦斯浓度最小,瓦斯治理效果最好。数值模拟结果与现场工程应用结果基本一致,证明了模型的合理性。     

高瓦斯综放面外错高抽巷及穿层钻孔合理层位研究

针对高瓦斯综放工作面回采工程中上隅角瓦斯超限问题,以华彬煤业蒋家河煤矿203工作面为研究背景,提出顶板走向外错高抽巷配合穿层钻孔抽采采空区瓦斯技术。通过理论计算和数值模拟结果,确定了高抽巷合理层位布置,根据现场抽采参数及效果分析,外错高抽巷配合穿层钻孔抽采稳定后,高抽巷穿层钻孔抽采瓦斯平均浓度为26%,上隅角瓦斯浓度平均值稳定到0.45%左右,回风巷口瓦斯浓度平均值稳定到0.42%,解决了该矿井上隅角及回风巷口瓦斯超限难题,确保了矿井的安全生产。同时,为类似条件综放工作面采空区瓦斯治理具有一定的理论指导意义和实用参考价值。     

高瓦斯矿井综采工作面低抽巷布置及抽采效果分析

低抽巷是治理高瓦斯矿井综采工作面上隅角瓦斯的关键技术措施之一,为研究低抽巷在工作面顶板空间的最优布置,以华阳一矿15号煤层回采工作面为研究对象,通过理论分析及现场试验效果比较相结合的方法,分析低抽巷的合理空间及瓦斯抽采效果,最终确定低抽巷距15号煤层的合理间距为12 m左右,距回风巷的水平间距为10 m时,回风巷瓦斯浓度为0.39%,上隅角瓦斯浓度为0.40%,低抽巷是一种有效治理工作面上隅角瓦斯的技术手段。     

综采工作面瓦斯抽采技术的应用

为解决高瓦斯矿井工作面瓦斯超限以及回风隅角瓦斯积聚的问题,以同煤集团轩岗煤电刘家梁5136综采工作面为研究对象,针对该矿井区域地质构造以及瓦斯赋存情况进行瓦斯抽采系统布置,提出通过顶抽巷顺层钻孔抽采瓦斯、顶抽巷密闭抽采瓦斯、底抽巷抽采瓦斯以及回风隅角抽采瓦斯的综合治理方案。在瓦斯抽采期间,工作面瓦斯浓度控制在0.46%～0.68%之间,回风流瓦斯浓度控制在0.66%～0.78%之间。实践表明,该技术方案能够有效降低工作面瓦斯浓度,实现矿井安全高效的生产。     

采空区高位瓦斯抽采技术应用研究

魏家地矿北1103工作面在回采过程中,采空区瓦斯会大量涌入工作面造成上隅角和回风巷瓦斯超限。为治理采空区瓦斯,计算钻孔参数并设计布置方案,在北1103工作面回风巷先后开掘1号、2号钻场,利用高位瓦斯钻孔接续进行瓦斯抽采作业并监测分析上隅角及回风巷瓦斯变化情况。治理结果显示,1号钻场抽采期间,工作面上隅角平均瓦斯浓度为0.48%,回风巷平均瓦斯浓度为0.25%;2号钻场抽采期间,工作面上隅角平均瓦斯浓度为0.37%,回风巷瓦斯浓度为0.22%;平均瓦斯浓度均在0.5%以下,未发生瓦斯超限现象,瓦斯抽采效果显著,治理方法与设计可为相关工程项目提供参考。     

数值模拟研究确定高抽巷最佳位置

为了确定高抽巷抽采瓦斯的合理位置,通过构建19201工作面采空区瓦斯运移模型,借助FLUENT软件模拟分析高抽巷距回风巷不同平距、煤层顶板不同垂高条件下的瓦斯抽放效果,结果表明:在垂距为40 m的层位下,高抽巷距回风巷水平距离为30 m时,其所能抽采的瓦斯浓度最大,工作面上隅角瓦斯浓度为0.48%;在水平距为30 m的基准条件下,当高抽巷距离采空区底板垂直高度为40 m时,高抽巷抽采瓦斯浓度最大,抽采瓦斯纯量最高。从而确定了高抽巷的最佳位置为距离回风巷水平距离30 m,距离采空区顶板垂直距离40 m。     

超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术应用研究

为了解决工作面上隅角瓦斯超限问题,提出了超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术,阐述了超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术原理。以五阳煤矿7609工作面排水巷为试验点,通过在7609排水巷和回风巷之间施工超大直径钻孔,然后进行应用效果考察,并对数据进行分析,结果表明:单孔抽采时钻孔间距25 m或者30 m均可满足治理上隅角瓦斯的目的,在抽采负压3 kPa左右时,五阳煤矿超大直径钻孔抽采影响范围可达78 m,能对深部采空区高浓度瓦斯有持续的抽采作用,超大直径钻孔治理上隅角瓦斯技术可有效控制工作面上隅角瓦斯浓度。     

W型通风工作面中隅角瓦斯治理技术研究

针对龙滩矿井综采工作面W型通风系统,易造成回采工作面中隅角瓦斯积聚与超限问题,以龙滩矿井3112南回采工作面为工程研究背景,提出采取主动抽放采空区瓦斯,实施高抽巷瓦斯治理技术,实现了中隅角与回风巷瓦斯不超限,保证了矿井安全生产。     

顶层回采工作面高位钻孔瓦斯抽采规律研究

河南能化焦煤公司中马村矿为严重煤与瓦斯突出矿井,随着矿井开采水平的延深,煤层瓦斯含量也随之增加,瓦斯问题始终威胁着矿井的安全生产,尤其是顶层回采工作面上隅角瓦斯问题严重制约着工作面的回采安全。通过在工作面回风巷道内施工高位抽采钻孔,对高位钻孔瓦斯抽采浓度和瓦斯流量数据的分析,对比钻孔终孔位置与工作面相对位置变化关系的研究,得出顶层回采工作面采空区瓦斯最佳抽采效果时的高位钻孔施工参数,以工作面回采动压形成的顶板裂隙作为通道对采空区积聚的瓦斯进行抽采,从而降低工作面采空区瓦斯浓度,避免上隅角瓦斯超限,实现矿井安全生产的目的。     

高抽巷合理层位研究及分期配抽采空区瓦斯技术

针对郭庄煤矿采空区和邻近层瓦斯大量涌入回采工作面造成的上隅角超限频繁的问题,利用顶板裂隙移动规律及岩石物理力学参数,确定了高抽巷的最佳布置层位,经在3316回采工作面试验表明:第2阶段高抽巷小幅度开启抽采瓦斯最大浓度9.4%,瓦斯纯量4.65 m³/min,上隅角瓦斯浓度能控制在0.5%以内;第3阶段高抽巷全面开启抽采瓦斯浓度稳定在3%～4%,高抽巷混合流量225.21 m³/min,纯流量8.11 m³/min,上隅角瓦斯浓度能控制在0.4%以内。高抽巷分段配抽有效保障了工作面回采安全。     

高抽巷在瓦斯抽采中的应用研究

为了解决松藻打通一矿工作面回采初期和回采期间瓦斯超限、制约煤矿安全生产的问题,对W2709S工作面采用了高抽巷治理邻近层瓦斯技术,采用KJ90N煤矿安全综合监控系统测量了瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采纯量等参数。结果表明,随着高抽巷的应用,W2709S工作面的瓦斯抽采浓度提高了367%,抽采纯量提高了87.2%,工作面尾排瓦斯浓度下降了63.2%,工作面隅角瓦斯浓度下降了23.7%,工作面回风巷的瓦斯浓度下降了0.34%,W2709S工作面的推进度提高了25%,同时相邻的W2709N工作面推进度提高了7%。说明高抽巷在W2709S工作面的应用,使工作面瓦斯超限问题得到了极大的缓解,同时研究为同类煤矿工作面瓦斯问题的解决提供了重要参考。     

采空区上覆围岩裂隙带瓦斯抽采利用技术研究

针对回采工作面采空区瓦斯涌出量大，严重制约工作面安全高效生产的不利影响，通过研究分析回风流瓦斯涌出来源，确定利用高位抽放巷抽采采空区上覆围岩裂隙带瓦斯，改变了采空区瓦斯运移路径，有效控制了回风流瓦斯。并对抽采瓦斯利用，减少了“温室气体”排放，变废为宝，取得了良好的效果。     

马兰矿18502工作面以孔代巷瓦斯抽采技术研究

本文针对马兰矿18502工作面瓦斯抽采过程中利用辅运巷、高抽巷等抽采瓦斯、钻孔原设计长度较长且穿经陷落柱等问题,依据工作面当前条件对原瓦斯抽采措施进行了改进,提出了利用大直径顶板走向孔、大直径采空区抽采钻孔以及下邻近层钻孔代替现有瓦斯抽采巷道的“以孔代巷”技术思路。实测结果表明,瓦斯抽采总量为21.25m³/min,工作面瓦斯抽采率为70.25%,工作面瓦斯浓度降低至0.13%～0.22%,上隅角瓦斯浓度降低至0.17%～0.38%,回风流内的瓦斯浓度降低至0.21%～0.31%,瓦斯浓度显著降低,从根本上解决了瓦斯超限问题。     

基于进风巷高位钻孔的上隅角瓦斯治理试验研究

针对平山矿11009工作面采空区瓦斯浓度较高及上隅角瓦斯超限问题,通过对煤层开采后覆岩“三带”分布和瓦斯流动规律的分析,结合11009工作面煤层为近水平煤层且覆岩破坏范围大的实际情况,在工作面进风巷和回风巷均设计施工了高位钻孔,并通过现场试验检验其瓦斯抽采效果。结果表明:11009工作面进风巷高位钻孔对工作面瓦斯治理有着至关重要作用,抽采浓度最大可达90%,较传统的只在回风巷施工高位钻孔抽采纯量提高了55%,有效降低了上隅角和回风流中的瓦斯浓度,增效明显。     

尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术

针对高瓦斯低透近距离煤层群开采条件下“U+L”型通风系统上隅角和尾巷瓦斯浓度严重超限的治理难题,基于试验区综采工作面瓦斯涌出特征和“U+L”型通风系统瓦斯尾巷的优点及其局限性,提出尾巷超大直径管路(1 200 mm)横接采空区密闭抽采技术,并阐述了其控制采空区瓦斯渗流场的抽采原理。依据采空区瓦斯大气混合气体渗流的控制方程,建立了采空区三维渗流的CFD模型,分析得出上隅角瓦斯浓度、采空区渗流场与抽采位置距工作面距离的关系,确定了密闭抽采技术的关键参数。现场实践表明,尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术治理瓦斯效果显著,上隅角瓦斯浓度稳定在0.9%以下,尾巷瓦斯浓度从6.0%降低到1.7%以下,实现了复杂瓦斯地质条件下的安全高效开采。