顶板巷瓦斯抽采诱导煤自燃机制及安全抽采量研究

在统计分析顶板巷瓦斯抽采在国内使用情况的基础上,为了协调顶板巷瓦斯抽采与煤自燃的关系,立足解决顶板巷瓦斯抽采诱导煤自燃问题,以耿村矿为例,通过顶板巷气体成分及采空区温度的实测分析,证实了顶板巷瓦斯抽采诱导采空区漏风及自燃的发生。通过数值计算及理论分析,识别了顶板巷瓦斯抽采下的漏风通道存在形式以及漏风动力构成,揭示了顶板巷瓦斯抽采诱导遗煤自燃的作用机制。提出了安全抽采量的概念,基于质量守恒,以风排瓦斯及采空区氧化带宽度为约束指标,建立了安全抽采量数学模型。通过对模型的检验,验证了安全抽采量模型的正确性和有效性。     

高位巷抽采负压对瓦斯及煤自燃协同防治的影响

高位巷抽采负压为影响采空区瓦斯及煤自燃复合灾害防治的关键因素之一,为确定合理的抽采负压,结合某矿401102综放工作面瓦斯易超限及自然发火实际情况,采用ANSYS数值模拟及现场实测方法,研究高位巷抽采负压对瓦斯抽采效果及煤自燃"三带"分布的影响,并进行工程实践。结果表明:抽采负压对采空区复合灾害防治有显著影响,负压由0.5 kPa增至3.5 kPa,瓦斯抽采纯量增加21.02 m³/min,相比"U"型通风,高位巷负压3 kPa时,氧化升温带宽进风侧扩大17 m,中部与回风侧分别缩小14 m和11 m;提出了合理抽采负压范围的界定方法,确定负压波动区间为[0.951 6,2.558],最佳点为2.558 k Pa。煤层采用高位巷抽采方式时,合理设定抽采负压能够保证采空区瓦斯及煤自燃灾害的耦合防治。     

掩护抽采巷高位钻孔瓦斯抽采技术研究与应用

针对采煤工作面在回采过程中,受邻近层等影响,采空区瓦斯涌出量巨大,传统的钻场抽采,效果较差;专用的高抽巷,成本太高;采用煤巷掩护方式对采空区进行大面积的集中连续抽采,是一种既安全又经济实用的抽采方法,取得良好的效果.     

高抽巷瓦斯抽采实践与探索

依兰矿区方正县煤矿放顶煤工作面,采用高抽巷抽采瓦斯方法进行瓦斯治理,有效地降低了采煤工作面和回风流的瓦斯涌出量,提高了通风生产能力,瓦斯治理效果明显,技术经济合理,给安全生产创造了良好的通风条件。     

黄岩汇煤矿高位巷瓦斯抽采研究

结合黄岩汇煤矿所采15#煤层的实际状况,根据高位抽放巷抽放瓦斯原理,针对15#煤层15109工作面高位巷瓦斯抽放的布置和工艺参数设计,通过高位巷对瓦斯抽放效果和回风流瓦斯浓度影响分析,证实高位巷保证工作面安全回采,治理瓦斯超限有着重要作用。该研究为其他矿井采用高抽巷对煤矿瓦斯进行抽放有一定参考意义。     

高位瓦斯抽采巷位置的确定及参数设计模拟研究

为解决常村煤矿工作面巷道采用“两进两回”设计,煤损失量大,瓦斯抽采效率低问题,利用FLAG3D模拟回采过程中上覆岩层破坏规律,确定了距3号煤层顶板31m处的K8岩层为关键层,采用UDEC模拟回采过程中上覆岩层裂隙发育及分布规律,得到工作面走向方向裂隙发育区域为距开切眼后方5～48 m;竖直方向裂隙发育区域垂高距煤层顶板21～31 m;开切眼上方采空区断裂带宽度约为40 m,工作面上方断裂带宽度约为48 m;巷帮两侧裂隙发育区域宽度略小于40 m.根据现场对2103工作面邻近S-39工作面裂隙带测试结果,表明上覆岩层裂隙发育带位于煤层顶板36 m范围内,与数值模拟结果比较吻合.根据数值模拟与现场测试结果,设计了2103工作面高位瓦斯抽采巷参数:水平层位距回风巷30～45 m,竖直层位距煤层顶板约27 m.     

高位巷道瓦斯抽采诱导浮煤自燃影响效应

基于高瓦斯易自燃煤层高位巷道瓦斯抽采技术条件下,以研究煤自燃形成机理为切入点,依据义马煤业集团耿村矿13190工作面自然发火实际情况,通过理论分析,数学建模及现场辅助测试,对煤岩裂隙发育漏风通道模式、采空区浮煤碎胀特性、漏风动力源展开研究,发现巷道瓦斯抽采,增加了高瓦斯易自燃煤层的自燃风险,主要体现在:1)造成工作面、采空区及抽放巷道端口间存在漏风通道及动力;2)采动应力及抽采巷道松动圈造成采空区煤岩裂隙充分发育,采空区浮煤压实程度降低,浮煤碎胀性增加,有利于煤自燃蓄热;3)采空区浮煤一旦氧化,造成采空区高温点与漏风通道间存在温度梯度,从而形成的内生火风压,加剧采空区破裂浮煤的自燃进程,诱导采空区浮煤自燃发生。     

高瓦斯易自燃煤层高抽巷瓦斯抽采与浮煤自燃耦合研究

运用FLUENT数值模拟方法对采空区三维耦合场进行研究,简要概括FLUENT流体数值模拟软件基本理论,通过对FLUENT进行自行编程,利用开发模型对杉木树煤矿N3062工作面采空区三位耦合场进行模拟分析,得到漏风流场分布规律。通过理论分析,确定散热带与自燃带分界线处氧浓度降低值,进而准确判定高瓦斯易自燃煤层采空区自燃带范围,并通过预先铺设在采空区中的光纤测温系统进一步判定采空区自燃带范围。利用实测采空区自燃带范围验证数值模拟采空区流场分布准确性,进一步对不同高抽负压条件下采空区自燃带宽度进行模拟,并结合现场实测不同高抽负压条件下回风巷瓦斯浓度及瓦斯抽采率的变化,确定最佳高抽负压范围。最后,采空区三维耦合场数值模拟结果也表明自燃三带呈现立体分布,在紧邻支架后部上方位置存在一个自燃发火危险区域。     

高位抽采巷在高河煤矿的探索与应用

高河煤矿在工作面回采过程中有时会出现瓦斯超限和局部积聚情况。为此,高河煤矿布置高位抽采巷对工作面上隅角和采空区瓦斯进行抽采,通过探索与尝试,找到了适合高河煤矿的高位抽采巷参数,解决了瓦斯超限和瓦斯积聚问题,保证了工作面的安全生产。     

瓦斯抽采强度对采空区遗煤自燃宽度的影响

为解决采空区瓦斯抽采与遗煤自燃的耦合问题,以阳煤集团某矿采空区作为研究对象,基于现场实测数据进行了数值模拟,研究不同抽采方案下,采空区流场分布情况和遗煤自燃的危险性.     

含高抽巷工作面煤自燃致灾机理及防治措施

以良渚煤业150101综放面为研究对象,分析了含有高抽巷工作面瓦斯抽采对工作面漏风的影响,并通过实测进一步分析了风量分布规律,指出抽放瓦斯引起的风流变化是导致煤自燃的主要因素.基于风量分布规律,建立了包括灌注三相泡沫、封堵上下隅角及注凝胶墙的综合防灭火措施,有效降低了工作面漏风,保障了工作面安全回采.     

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。     

高位巷瓦斯抽采技术在松河矿井的应用分析

为了解决松河矿井1031工作面回采期间瓦斯超限问题,在1031工作面顶板布置走向高位巷进行采空区卸压瓦斯抽采,并分析了高位巷层位与抽采效果的关系。应用效果表明:采用顶板高位巷进行卸压瓦斯抽采,降低了上隅角及回风流瓦斯浓度,解决了工作面回采期间的瓦斯超限问题,为矿井工作面的安全生产提供了技术保障,同时为顶板高位巷抽采技术在其他高瓦斯矿的推广应用提供了切实可靠的经验。     

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。     

高抽巷布置方式对采空区瓦斯抽采效果影响研究

针对镇城底矿1301采煤工作面回采过程中瓦斯涌出量较大、回风隅角瓦斯浓度时有超标的问题,对瓦斯高抽巷布置方式进行了详细分析,确定了倾向高抽巷的布置方式。通过对瓦斯高抽巷与工作面不同距离情况下瓦斯抽采效果以及回风隅角瓦斯浓度的对比分析,发现倾向高抽巷与工作面的距离为144m时,瓦斯抽采效果最好,可有效解决工作面瓦斯浓度超标问题。     

高抽巷抽采负压优化的数值模拟

基于山西某矿9101工作面的实际情况,利用Fluent模拟软件针对高抽巷不同抽采负压对采空区瓦斯分布规律的影响进行研究。结果表明:采空区在高抽巷不同抽采负压下均呈高瓦斯区域逐渐减小,低瓦斯区域逐渐增加的趋势,采空区内回风侧瓦斯浓度降低的速度比进风侧采空区大,且距离工作面越近,高抽巷瓦斯抽采的影响越明显;随着高抽巷抽采负压的增加,高抽巷抽采混量和抽采瓦斯纯量都逐渐增加,抽采负压超过12 k Pa后,抽采瓦斯纯量增速明显减小;抽采瓦斯浓度呈先增大后减小的趋势,当抽采负压为12 k Pa时存在1个峰值即14.25%,综合考虑高抽巷抽采瓦斯纯量和瓦斯浓度的变化,确定9101工作面高抽巷抽采负压为12 k Pa左右最合理。通过现场实测的采空区瓦斯浓度值与模拟值基本吻合,误差在工程允许的范围内。     

采面胶带巷底板高瓦斯带瓦斯抽采技术

通过对七台河分公司新立矿在44001采煤工作面胶带巷采用底板高瓦斯带瓦斯抽采技术进行瓦斯抽放的效果分析,证明底板高瓦斯带瓦斯抽采技术抽放效果好,能很好的解决采面胶带巷底板高瓦斯带瓦斯时常超限的问题,收到了良好的安全效益和经济效益。