走向高抽巷合理层位确定的数值模拟

采用FLUENT对于一缘煤矿150109工作面不同位置走向高抽巷抽放瓦斯效果进行数值模拟,确定出高抽巷最佳抽放位置即垂直方向距离工作面底板40 m,水平方向距离回风巷35 m,与工作面实际高抽巷位置相差不大。它能够有效地治理上隅角瓦斯超限,有利于工作面的高效生产。     

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。     

高瓦斯综放工作面双尾巷瓦斯治理技术研究

针对大采长高瓦斯综放面瓦斯超限严重的问题,某矿K8205大采长综放面采用"U+II(双尾巷)"型通风方式,为验证双尾巷对大采长综放面瓦斯治理效果,对K8205工作面回采期间的瓦斯涌出规律进行了分析,并通过与单尾巷大采长综放面瓦斯涌出规律的对比分析,得出双尾巷可以减轻回风巷排放瓦斯负担,相比单尾巷时回风巷风排瓦斯率降幅达13%;双尾巷与回风巷风量分配合理时,工作面产量可大幅提高.采用双尾巷瓦斯治理技术,瓦斯将不再是制约大采长综放面高产高效的主要因素.     

双尾巷在大采长综放面瓦斯治理中的应用

针对阳泉三矿K8206大采长综放面瓦斯超限严重的问题,在K8205工作面开展了"U+II(双尾巷)"型通风方式对大采长综放面瓦斯治理效果的现场考察。结果表明:①双尾巷布置时,双尾巷风排瓦斯量明显大于回风巷风排瓦斯量,在风排瓦斯中占主导地位,而采用单尾巷布置时,单尾巷风排瓦斯量与回风巷风排瓦斯量相当;②当回风巷风量占总回风量的60%时,大采长综放面采用双尾巷布置的瓦斯治理效果最好。     

双尾巷治理超长综放工作面瓦斯数值模拟研究

介绍了利用双尾巷治理阳泉三矿K8206大采长综放面瓦斯的试验研究,该试验用了U+Ⅱ型通风方式对大采长综放面工作面瓦斯超限的问题进行了研究,并得出了双尾巷布置的合理位置。在此基础上,运用FLUENT数值模拟软件,针对工作面采用U+Ⅱ型通风方式时采空区瓦斯运移规律进行了数值模拟研究。     

赵庄二号井高抽巷抽采技术及位置优化

以赵庄二号井1310综采工作面为研究背景,运用数值模拟软件,对不同位置高抽巷抽采情况进行数值模拟分析。结果表明:高抽巷沿顶板走向布置,可有效治理上隅角及采空区瓦斯聚集问题;提高高抽巷的抽采负压,能增强采空区瓦斯治理效果,但会增加采空区漏风,增大采空区自然发火危险的可能性。根据数值模拟计算分析, 1310综采工作面高抽巷的最佳布置位置是:距回风巷的水平距离为20 m,距煤层底板的垂直距离为30 m。现场应用取得了较好的瓦斯治理效果。     

瓦斯尾巷在低透气性厚煤层放顶煤开采中的应用

在低透气性厚煤层进行全层放顶煤开采时,为了解决工作面风速超限或工作面回风隅角、回风巷瓦斯超限等问题,鹤壁中泰矿业公司进行了全层放顶煤工作面内错式瓦斯尾巷治理瓦斯试验研究并推广运用,研究结果发现:采用瓦斯尾巷后工作面平均节省风量520 m3/min,提升了矿井通风能力;炮放面平均月推进度为27.3～41.6 m,综放面平均月推进度为34.3～57.5 m,有效消除了采空区残煤氧化自燃的安全隐患.     

特厚煤层综放工作面瓦斯治理技术

为了确保矿井生产安全,针对同忻矿8113综放工作面瓦斯浓度较高,制约矿井生产安全问题,研究采取高位瓦斯巷抽采、强化采面通风管理、改进采煤工艺以及煤层注水等措施,对工作面瓦斯进行治理.回风巷、上隅角位置瓦斯浓度分别降低至0.48％、0.71％,较治理前分别下降22.5％、23.7％,取得显著的瓦斯治理效果.     

基于采空区瓦斯运移规律的抽采钻场设计

为了对高瓦斯工作面采空区抽采钻场进行设计,使采空区及工作面上隅角瓦斯得到有效控制,通过数值模拟分析了采场覆岩结构及裂隙发育规律;根据模拟结果利用实验室试验分析了抽采钻孔在不同位置时采空区瓦斯的运移规律,得出终孔位置距煤层顶板上方30m左右,距回风巷水平距离10～20m时抽采效果最佳;且终孔高度应根据工作面覆岩结构形态有所区别,靠近回风巷的钻孔高度应控制在规则冒落带上部,靠近工作面中部的钻孔应布置在裂隙带内。     

低位高抽巷瓦斯抽排设计与施工

基于高瓦斯工作面底板预抽巷工程量大、投资成本高、工作面衔接紧张等问题,以阳煤集团寺家庄矿15118工作面回风巷瓦斯治理为例,介绍了低位高抽巷的层位布置及巷内钻孔设计与抽排施工工艺。通过抽排效果对比分析,得出可在与工作面回风巷水平距离3～5 m、巷道层间距5～7 m位置随层施工低位高抽巷,巷内采用普通钻孔与造穴孔相结合的钻孔工艺,瓦斯抽放效果显著。单孔抽排量1 372.66 m~3/d,与同等条件下底抽巷相比,瓦斯抽采浓度由58%提高至67%;造穴钻孔单孔抽采浓度为61.5%,相对常规钻孔组提高了8.6%。低位高抽巷瓦斯抽排设计与施工优化了瓦斯抽排巷布局,有效解决了工作面回采期间回风流及上隅角瓦斯浓度超限问题。     

开滦矿区综采放顶煤工艺煤炭采出率的分析

为了提高综采放顶煤煤炭采出率,结合开滦矿区放顶煤实践,统计分析了煤炭损失构成、形式和数量等,简要介绍了开滦范各庄、唐山矿采用在后部输送机加装尾煤回收装置;采用将工作面输送机机头、机尾布置在巷道中,对端头支架进行放顶煤提高煤炭采出率的技术方法.以及提高综采放顶煤的采出,减少煤炭损失的其他技术途径.     

保护层开采与先抽后采的综采面瓦斯涌出规律

为了掌握在开采保护层与抽放煤层瓦斯前提下的瓦斯涌出规律,对南山煤矿盆底区南翼15号突出危险煤层采煤方法和瓦斯治理研究.结果表明,顶分层平均瓦斯涌出量最大,回采期间应采用了边采边抽增加供风等措施防止瓦斯超限;底分层煤层瓦斯涌出量较顶分层少73%,应采取综采放顶煤开采方式;开采高瓦斯突出煤层时,应采用预抽技术结合顶分层保护层开采技术以消除底分层的突出危险;外延面直接采用综采放顶煤开采方式.通过对突出危险区域的预先长期的瓦斯抽放,可以消除其突出危险性,简化生产系统的布置与施工,降低生产成本;采用放顶煤技术.可以降低巷道掘进工程量,利用有限两条巷道进行整个煤层的开采,经济效益更加显著.     

浅部开采尾砂膏体巷采设计与地表沉陷控制

针对我国充填开采材料来源不足的问题,通过理论分析、室内实验及现场实测等方法,系统研究了尾砂膏体充填材料特性、充填工艺,进行了尾砂膏体巷采设计及地表沉陷效果分析。研究确定了尾砂膏体优化配比为水砂比1∶5,质量浓度为70%;提出了尾砂膏体巷采方案,建立了巷采充填地表沉陷模型,解决了采煤、充填、工作面通风和安全出口问题;相似材料模拟试验表明,在巷采连采连充过程中覆岩没有冒落过程,直接顶是以微裂隙和层间离层往上发育,基本顶以弯曲下沉为主;充填体密实性、变形监测及地表移动观测表明,尾砂膏体巷采对地表沉陷控制较好。研究成果在淄博市张店区沣水镇张赵煤矿102采区进行了成功应用。     

利用尾巷技术解决水采工作面瓦斯的研究

通过对大巷煤电公司孔庄矿水采工作面利用尾巷解决瓦斯问题的实际测定，考察和研究，分析了水采回采巷道，采空区和尾巷的瓦斯涌出及分布规律，并根据释放ＳＦ６示踪气体和阻力测定的结果，找出水采尾巷的漏风距离与漏风量的关系，提出了适合孔庄矿的尾巷布置参数和方案。     

屯留煤矿高瓦斯松软厚煤层大采高综放开采技术

基于高瓦斯松软厚煤层通常采用普通综放开采,工作面割煤高度小于3.0 m,同时受工作面通风断面影响,工作面瓦斯经常超限,工作面单产较低.屯留煤矿为提高工作面单产,在数值模拟分析煤壁稳定性的基础上,论证了大采高综放开采工艺是适应的,确定了该矿大采高综放液压支架主要参数.实践表明,大采高综放开采是高瓦斯松软厚煤层进一步提高单产的有效途径.     

近距离煤层综放工作面采空区自然发火防治

为了预防石港煤矿15102工作面发生自然发火,对15102工作面易引起自燃的危险因素进行分析,并在14号煤层打顺层注浆钻孔,注入MEA高分子阻化泡沫,阻化采空区浮煤,同时在工作面推进过程中,在两巷间隔一定距离构筑漏风密闭,有效控制漏风,并使采空区浮煤的氧化得到了有效控制.     

煤炭深部开采与极限开采深度的研究与思考

从分析开采深度的增加导致一系列工程灾害如岩爆、煤与瓦斯突出、顶板垮落、底板突水等日益严重的特点入手,阐述了国内外关于深部、浅部差异的量化界线。进一步针对煤炭科学开采对资源储量和开采技术发展水平的要求,从工作面环境温度、巷道变形控制以及采动岩体能量聚集灾变等方面,论述了极限开采深度的概念,给出了极限深度范围。     

基于瓦斯涌出的回采工作面参数识别BP神经网络模型

在分析回采工作面瓦斯涌出规律的基础上,运用BP人工神经网络模型,在给定工作面风量条件下,进行高瓦斯矿井回采工作面参数识别。合理地选择了采煤方法、循环作业方式、工作面推速度、工作面日产量等。模型精度很高,有一定的实用价值。     

深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性研究

应用数值模拟、实验室实验、现场实测和理论分析的综合研究方法,对深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性进行了系统研究。研究发现含瓦斯煤体应力峰值前出现扩容现象,煤体初始瓦斯压力对扩容有显著影响,初始瓦斯压力越大,煤体发生扩容的应力临界值越小,瓦斯压力越易发生突变。高瓦斯工作面煤体扩容阶段,瓦斯压力具有采动应力响应特征,采动应力作用下煤体扩容力学行为打破了瓦斯解吸和吸附的平衡,瓦斯压力呈现先降低后升高的瞬变演化。基于深部开采高瓦斯工作面煤体扩容力学特征,考虑煤体瓦斯解吸吸附特性,依据理想气体定律,构建了含瓦斯煤扩容阶段瓦斯压力采动应力响应的数值力学模型,揭示了煤体扩容区瓦斯压力不稳定易突变失稳的内在机理。深部开采煤层在采动应力作用下的扩容是煤与瓦斯动力灾害发生的必要条件,也是灾害防控的主要可控因素,通过降低煤层采动应力集中以控制煤体扩容,可有效消除煤与瓦斯动力灾变隐患。