8 m大采高综采工作面风流分布规律数值模拟

以神东补连塔煤矿8 m大采高综采面现场实际为研究背景,结合采场空间与开采设备空间配合关系,分析得到风流场影响因素以实体阻挡作用为主,并以此建立了CFD数值计算模型,揭示了大采高综采面风流场流动特性及分布规律。数值模拟表明:在采煤机作业区域前方15 m至后方30 m作业区域,风流场有明显变化,割煤侧和人行侧都存在风速先升高再降低、随后二次升高再逐渐降低直至恢复到工作面平均风速的变化趋势,在采煤机机面上方风速总体升高,并且在割煤侧距离采煤机机面越高,风速越大,同时风流主要沿顶板和煤壁流动,煤机下风侧末端达到最大风速2.2 m/s,割煤侧平均增加了67%,人行侧平均增加了33%,说明8 m大采高综采面风流遇障碍物阻挡后风流主要以纵向扩散为主,横向扩散为辅。     

大采高综采工作面风流流动规律数值模拟分析

为了更好地掌握大采高综采工作面风流流动及分布规律,以便了解工作面粉尘运移状况,基于风流流动数学模型,根据神东补连塔煤矿22306大采高工作面实际情况,建立相应的物理模型,并采用FLUENT软件进行了模拟。     

大采高综采工作面多尘源风流—粉尘分布规律研究

为了深入研究多尘源影响下大采高综采工作面风流—粉尘的分布规律,使用FLUENT软件对移架和截割2个主要产尘工序进行模拟,分析粉尘随风流的扩散规律。数值模拟结果表明：在多个尘源点的影响下,综采工作面粉尘的叠加效应十分明显;最低粉尘质量浓度为98.8 mg/m³,最高粉尘质量浓度超过1 000.0 mg/m³,最高粉尘质量浓度出现在采煤机前、后滚筒处。同时通过对比数值模拟和现场实测得出的粉尘质量浓度数据,发现两者之间整体误差不超过12.0%,表明数值模拟结果较为准确,可为综采工作面粉尘污染治理提供指导。     

厚煤层大采高综采工作面围岩应力场分布规律数值模拟

传统的矿压理论对厚煤层大采高综采工作面围岩控制区域范围精确划分较为困难,对采场压力分布特征也不能系统做出解释,为解决以上问题,同时也为杜绝冒顶,减少片帮,本文以五虎山煤矿1201工作面为例,对其采场围岩应力场分布规律进行研究,对该工作面回采过程进行有限元数值模拟,获取了采场围岩应力的分布情况,并应用ANSYS软件对其工作面回采后形成的横三区、竖三带进行了数值模拟分析,确定了煤壁支承影响区、离层区、重新压实区的范围并划分出采空区冒落带、裂隙带的合理层位。     

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究

大采高工作面矿压显现特点是设备选型的重要依据。以三元煤矿2301大采高综采工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟相结合的方法,研究了2301大采高综采工作面顶板运移规律及矿压显现特点。理论计算和数值模拟表明,大采高综采工作面基本顶破断时可形成明显的砌体梁结构;上覆岩层中6 m厚的砂岩对其他岩层的运动起主导作用,为工作面关键层。研究也得到了工作面超前支承压力影响的范围及峰值点位置。研究结果对于三元煤矿大采高综采工作面的安全高效生产具有较高的理论意义和实践价值。     

8 m大采高综采工作面的经济性分析

随着国家供给侧结构性改革的有序推进,煤炭产业转型升级势在必行,低成本运营和创新驱动成为企业发展的核心竞争力。以建立补连塔煤矿8 m大采高综采工作面保障体系为基础,应用成本分析理论,结合成本效益分析法、成本因素分析法、成本对比分析法、作业成本法等手段,对8 m大采高综采工作面的成本构成因素、成本和效益进行分析,重点对轻资产管理作了对比分析,总结了轻资产管理的发展方向和应用成效,对类似煤炭企业的成本管理与分析提供一些借鉴。     

大采高综采工作面应力分布特征的数值模拟分析

山西某矿3405工作面采用一次采全高的综合机械化的采煤工艺,其矿压显现比较剧烈。为了更好地安全高效回采该工作面,通过FLAC3D数值模拟软件来分析该工作面回采时应力分布特征。结果表明:3405工作面超前支承压力峰值位置距煤壁5 m,影响范围为75 m,应力集中系数为2.3;固定支承压力峰值位置距煤壁15 m,影响范围为45 m,应力集中系数为2.0;工作面拉应力区范围在16 m左右。     

大采高综采工作面采场应力分布规律研究

以某矿首采工作面为工程背景,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对大采高开采的采场应力分布规律特征进行了研究。通过对不同采高下首采工作面的开采分析,得出了不同采高下采场支承压力的峰值点应力集中系数和影响范围的分布特征。得到了在大采高条件下工作面不断推进时工作面周围岩体的塑形破坏规律。     

大采高综采工作面煤壁片帮数值模拟研究

以长平煤业Ⅲ4312综采工作面生产实际为背景,在"砌体梁"结构关键块理论的基础上,运用UDEC数值模拟软件模拟分析了不同老顶破断距对煤壁片帮的影响。并总结分析了影响因素与片帮程度指标间的关系曲线图及相关规律。     

8.5 m大采高工作面矿压显现规律数值模拟研究

研究浅埋巨厚煤层大采高综采工作面矿压规律和支架阻力,是实现安全高效开采的前提。根据煤岩的力学性质,运用数值模拟软件FLAC3D,从工作面顶板位移和应力变化特征、采场覆岩的空间变形破坏和运移特征和工作面支架阻力变化3个方面,研究了特厚煤层与厚煤层的矿压规律和支架阻力变化异同点。结果表明,工作面顶板位移随推进度呈近似线性变化,推进到130～140 m达到极限值,随后趋于稳定。应力变化出现明显的分区现象;采场覆岩空间整体呈现"O"型下沉破坏,地面出现锅底型式台阶;工作面支架阻力呈现大小交替的周期规律型变化,最大阻力相近。经过对工作面矿压规律和支架阻力的数值模拟分析,确定了厚煤层与特厚煤层在矿压及支架阻力变化方面具有相似的规律变化,而在来压步距和最大阻力值等整体数值方面特厚煤层比厚煤层呈现更大增长趋势。     

厚煤层大采高综采工作面数值模拟研究与应用

王庄煤矿工作面地质条件极其复杂:工作面倾角最大27°,由于向斜构造横穿工作面,工作面先经历大倾角俯采,紧接面临大倾角仰采。该工作面拟采用大采高综采开采工艺,通过数值模拟计算,验证了该工艺在该矿工程实践的可行性,并运用现场观测技术手段,对其关键技术问题进行了分析,结果表明大采高综采适用于该工作面,其技术经济指标符合开采设计要求。     

大采高工作面覆岩移动规律数值模拟

针对赵固二矿11050工作面采高6 m,工作面回采过程中矿压显现明显的具体情况,采用数值模拟方法,研究了薄基岩大采高工作面的覆岩移动规律。结果表明11050工作面直接顶及老顶初次冒落步距分别为17 m和35 m,老顶周期冒落步距为11~16 m,工作面推进到60 m时,岩层移动角在开切眼处为62°左右。该研究成果为保障11050工作面安全高效生产以及为类似条件下覆岩移动规律研究提供了依据。     

综采工作面粉尘浓度分布及运动规律数值模拟

针对煤矿井下综采工作面粉尘产量大、浓度高且降尘困难的特点,结合气固两相流理论,运用FLUENT数值模拟软件,对井下综采工作面风流分布和粉尘浓度运移规律进行模拟研究。研究发现:风流在采煤机滚筒处发生绕流,流速达到最大值4 m/s,在采煤机后方15 m处风速趋于平稳,采煤机机道的风流流速大于人行道风流流速;粉尘浓度在采煤机处达到最大值3 900 mg/m3,采煤机机道粉尘浓度高于人行道粉尘浓度。风流分布与粉尘浓度分布一致。     

7.2m大采高综采工作面关键技术研究及解决方案

文章介绍了王庄煤矿8101一次采全高工作面的几项关键技术,为高产高效矿井建设提高了强大的技术支持。     

大采高综采工作面煤壁破坏影响因素数值模拟分析

针对工作面煤壁片帮影响大采高综采开采技术效益发挥的问题,以红庆河煤矿3-1煤层赋存条件为研究背景,通过设计正交试验方案,运用FLAC3D数值软件进行模拟,基于Drucker-Prager准则计算了工作面煤壁的破坏系数,综合分析了影响工作面煤壁破坏的5个因素。结果表明,埋深、支架合力作用点到煤壁距离、采高和工作面长度越大,煤壁破坏程度越高,而液压支架初撑力越大,煤壁破坏程度越低;煤壁破坏影响因素的主次排序为:埋深>支架合力作用点到煤壁的距离>支架初撑力>采高>工作面长度;给出了3-1煤层开采的合理工艺参数:采高6.2 m,工作面长度225 m,支架合力到煤壁的距离2 m,支架初撑力12 000 kN。     

7m大采高综采工作面导水断裂带发育规律研究

为研究西部浅埋煤层大采高综采条件下导水断裂带的发育规律,以大柳塔煤矿5-2煤层7m大采高综采工作面为研究对象,采用数值模拟、理论计算分析、钻孔冲洗液漏失量分析和数字全景钻孔成像观测等方法。结果表明:导水断裂带发育高度与覆岩赋存结构类型、工作面长度以及主关键层位置距煤层高度等因素有关,工作面尺寸的变化对覆岩导水断裂带影响较大,同样7 m大采高条件下,工作面长度为147.5 m时,导水断裂带发育高度为68.76 m,为采高的9.82倍;工作面长度为301m时,导水断裂带发育高度远超出理论值,断裂带高度为137.32 m,为采高的19.62倍。5-2煤层采后实测导水断裂带发育高度为68.76~137.32 m,裂采比为10.1~20.2。     

大采高综采工作面瓦斯运移聚集规律

为实现高瓦斯矿井大采高综采工作面瓦斯的精准治理,采用结合现场调研、理论分析和现场实测等方法,分析了采动卸压瓦斯运移和聚集规律,结合山西寨崖底煤矿地质生产技术条件,对高瓦斯矿井大采高综采工作面瓦斯涌出预报,提出瓦斯综合治理方案。经过实测,工作面的平均瓦斯抽采总量为38.518 m~3/min,平均瓦斯抽采率为87.14%,满足了采煤工作面瓦斯抽采的规定。     

大采高综采工作面矿压显现规律

 以神宁集团主力生产矿井羊场湾煤矿为实例,对大采高回采的矿压显现进行了研究,得出了大采高回采矿压显现基本规律。实践表明：大采高工作面周期来压规律明显,来压强度大,工作面中部压力较集中。为类似地质条件下大采高综采工作回采顶板管理提供了参考依据。     

大采高工作面矿压显现规律数值模拟研究

为了研究特定煤层赋存条件下大采高工作面在推进过程中的矿压显现规律,采用数值模拟的方法模拟两层煤之间有一层厚夹矸和坚硬顶板的大采高工作面的矿压显现规律,模拟过程中采用计算模型改变命令实现了工作面的连续推进.通过数值模拟得到了工作面顶底板位移及应力分布规律.     

大采高综采工作面粉尘分布特征研究

为了掌握大采高综采工作面的粉尘分布特征,在采煤工作面布置测点进行粉尘质量浓度和粉尘分散度测定,并分析其浓度及特征粒径的分布规律,结果表明:采煤和移架作为工作面的主要尘源,移架的产粉尘质量浓度更大,呼吸性粉尘所占比例更高;工作面大于10μm的粉尘分散度最大,在粉尘中占主要比例。小于10μm的粉尘分散度为16.32%~41.16%;从采煤机到工作面进风口,粉尘中位粒径依次减小,呼吸性粉尘所占比例依次增加,主要粒径的分布范围更加集中,索太尔平均粒径依次减小,比表面积依次增加;采煤工作面工作人员的接触粉尘以粒径小于10μm的粉尘为主,所占比例为61.36%,中位粒径为7.68μm,主要粉尘粒径分布范围为1.74~20.39μm。