综采支架对采空区漏风及瓦斯分布规律的影响

为确定采空区瓦斯浓度与工作面有无支架之间的关系,文中采用数值模拟研究手段,建立工作面有无支架两种模型,分析了采空区内瓦斯浓度分布及工作面上下隅角瓦斯浓度,研究结果表明,当工作面存在支架时,对采空区内的漏风量有较大影响,在采空区回风侧,有支架时瓦斯浓度数值模拟结果明显高于无支架时的瓦斯浓度,工作面向采空区漏风主要影响范围为底部,在采空区回风侧。     

工作面漏风对采空区瓦斯流动规律影响的数值模拟

为了描述工作面漏风对采空区瓦斯流动规律的影响,建立了采空区瓦斯流动的渗流-扩散模型,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对采空区瓦斯流动规律进行了模拟求解。模拟结果显示,在漏风的影响下,采空区中瓦斯浓度从漏风口处开始降低;随着时间的发展,进风侧的瓦斯逐渐开始向回风侧运移,从进风侧开始逐步形成"扇形"浓度降低区;瓦斯从回风侧流入到回风巷中,使工作面上隅角附近瓦斯浓度异常升高;漏风对采空区瓦斯移动的影响范围有限,靠近回风侧边缘的采空区瓦斯浓度很高为瓦斯浓度富集区。     

下峪口矿工作面瓦斯分布规律研究

针对在保护层开采过程中,保护层与被保护层中的瓦斯同时涌到开采工作面导致瓦斯超限的问题,以韩城矿务局下峪口矿为例,通过实测得到风量、瓦斯沿工作面方向的分布规律,结果表明,工作面靠近采空区侧瓦斯浓度最高,工作面中部位置瓦斯浓度最低,距离回风巷道越近瓦斯浓度越高;受尾巷影响,在工作面靠近回风巷道一侧,采空区瓦斯浓度呈现了平缓趋势.     

沿空留巷综放工作面采空区瓦斯运移规律

本文结合河南某矿14211沿空留巷综放工作面实际,结合渗流力学及流体力学理论建立采空区瓦斯运移数学模型,利用FLUENT数值模拟软件模拟得出了沿空留巷综放工作面采空区瓦斯运移分布规律。结果表明:采空区瓦斯浓度沿深度方向呈增大趋势,回风侧瓦斯浓度高于进风侧,上部区域瓦斯浓度高于下部。     

高瓦斯矿井急倾斜综放面瓦斯涌出规律研究

针对四川广旺公司赵家坝煤矿1944综采工作面上隅角瓦斯超限的问题,采用单元法在现场测量工作面瓦斯涌出量和采空区漏风量,研究了高瓦斯矿井急倾斜综放面瓦斯涌出规律以及U型上行通风工作面风流流动原理。结果表明,采面的瓦斯浓度从煤壁至中部再至采空区有先下降后上升的趋势,采空区的回风侧瓦斯浓度要比进风侧高,靠近回风侧的采面上部（上隅角附近）是瓦斯浓度容易超限的区域;采面上、下隅角部分的漏风量最大,在上、下隅角采取堵漏措施可以有效防止采空区瓦斯涌出至工作面。     

急倾斜薄煤层采空区煤自燃和瓦斯爆炸危险区域分布特征

为提高急倾斜煤层伪斜开采条件下瓦斯与煤自燃综合防治效果,基于煤自燃"三带"划分标准和瓦斯爆炸三角形,建立采空区自燃"三带"分布的数学模型,利用COMSOL Multiphysics5.2模拟软件,对东林煤矿3409工作面采空区孔隙率、气体浓度、温度等参数进行模拟分析。结果表明:采空区上部孔隙率较大,下部除回风巷道边缘处较大外,其他区域孔隙率相对较低;氧气浓度结合漏风速度共同划分氧化带范围为:在进风侧氧化带宽23.2 m,在回风侧宽37.6 m,高温区域主要集中在回风侧、采空区的下部距离工作面较近区域;采空区上部瓦斯浓度相对较低,下部瓦斯浓度相对较高;瓦斯爆炸危险区域为中间工作面支架处区域范围为爆炸危险区域。     

不同风速和高温点下采空区瓦斯分布规律研究

为了研究不同风速和采空区不同位置存在高温点时的瓦斯运移规律，采用了自建的采空区模拟实验台，分别对工作面风速为0.2、0.6、1.0 m/s以及采空区进、回风侧有、无煤自燃时的瓦斯运移规律进行研究。得出：随着工作面风速的增加，采空区各测点的瓦斯浓度均有所降低，采空区中的瓦斯爆炸危险区域面积也逐渐变小；采空区进、回风侧高温点附近区域瓦斯浓度均明显增加，瓦斯爆炸危险区域比常温时也有所增加且增加幅度与竖直方向的高度呈反比关系。     

综采工作面采空区瓦斯运移规律分析

为了解决综采工作面采空区瓦斯隐患和上隅角瓦斯积聚等问题,研究了综采工作面采空区瓦斯运移规律,采用现场实测方法,根据采空区监测点分布,分析了不同推进距离时采空区瓦斯浓度和氧气分布.研究得出,沿走向方向上采空区瓦斯运移区域划分3个区域:CH4稀释区、CH4快速集聚区和CH4缓慢集聚区,瓦斯主要集聚在采空区中部靠回风侧位置;...     

大面积采空区综放工作面回风隅角瓦斯治理技术研究

对大面积采空区综放工作面回风隅角瓦斯涌出原因进行了分析,通过封堵隅角,调整通风系统,增加风量,构筑通风设施,改变大面积采空区压力分布,降低回风隅角压差,减少采空区积存的瓦斯向回风隅角的流动和泄漏,降低回风隅角瓦斯浓度。对类似矿井工作面回风隅角瓦斯防治具有较好的借鉴意义。     

特厚煤层综放工作面U形通风回风隅角瓦斯防治

四棵树煤炭有限公司8#井B51107综放工作面采用上行通风方式后,为了防治回风隅角瓦斯超限,通过对特厚煤层走向长壁综放工作面开采采空区覆岩垮落形态、采空区瓦斯赋存特点、工作面瓦斯涌出来源等分析,建立二维采空区风量与瓦斯浓度关系数学模型,选择适合的风量和回风隅角瓦斯防治措施,杜绝了回风隅角瓦斯超限现象,取得预期效果,有力保障了工作面的安全生产,为类似条件下的工作面回风隅角瓦斯防治积累了成功经验。     

综采工作面缩面前后采空区瓦斯分布规律对比分析

通过对22006工作面采空区瓦斯分布进行研究,可以掌握采空区内瓦斯分布规律,为采空区瓦斯治理提供合理的措施与措施施工参数。数值模拟分析结果表明:回风隅角瓦斯浓度数值模拟结果最高为0.065%,与实测工作面回风隅角瓦斯浓度0.063%相吻合,验证了数值模拟的可靠性;缩面前工作面向采空区的漏风量比缩面后工作面向采空区漏风量大;缩面后采空区瓦斯浓度高于缩面前采空区瓦斯浓度;缩面前回风隅角瓦斯浓度高于缩面后回风隅角瓦斯浓度,并且缩面后回风隅角瓦斯浓度最高为0.06%,远低于国家安全规程规定的1%上限。     

五阳煤矿7802综放工作面瓦斯分布特征与涌出构成研究

针对五阳煤矿7802综放工作面回风端布置2道风帘的特点,采用三维网格测定法得出该工作面瓦斯浓度的三维空间分布:瓦斯浓度从工作面进风口到回风口逐渐增大,在风帘上风侧,浓度在0.12%～0.26%变化,变化幅度较小;在风帘下风侧的回风隅角附近,瓦斯浓度在5m范围内由0.3%升高到1%。因此,利用风帘引风升压技术,不仅可以增大回风上隅角的风流强度,使该区域积聚的高浓度瓦斯被较强的风流有效稀释、带走,并且能有效地阻止采空区高浓度瓦斯流入工作面。结合工作面配风量,采用单元法计算得出7802综放工作面主要瓦斯涌出源的比例:煤壁瓦斯涌出量占38.7%,采落煤瓦斯涌出量占31.5%,采空区瓦斯涌出量占29.8%。     

偏W形通风不同风速下采空区瓦斯涌出规律研究

分析研究了工作面偏W形通风形式及其治理瓦斯的特点和作用,采用Fluent计算模拟了不同风速下采空区瓦斯的涌出规律和工作面瓦斯浓度分布。研究表明:通过合理地控制进回风巷的位置及风速可以控制采空区瓦斯涌出范围及集中涌出地点。最终确定了带式输送机顺槽与轨道顺槽进风上边巷回风的通风形式,轨道顺槽风速v=0.5 m/s可以将采空区瓦斯涌出限制在回风巷附近,且使采空区内部瓦斯集中于回风巷区域,有利于采取抽放治理措施,防止工作面瓦斯超限。     

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。     

工作面下隅角瓦斯治理技术

阳泉一矿260051工作面下隅角、切巷下部回风隅角以及切巷下部采空区侧瓦斯浓度时常超限,分析了工作面下隅角瓦斯超限的原因,在工作面切巷上部空区进风侧设置挡风风障,通过改变风流方向,减少风流自切巷上部进入上部采空区的风量,降低风流所给予空区瓦斯的涌出动力。经过治理后,生产高峰期最大瓦斯涌出浓度由6%降为1.5%,保证了矿井的安全生产。     

双U型通风系统综放开采采空区瓦斯分布规律

利用矿用移动式束管采样、色谱分析系统对成庄矿5303双U型通风系统综放工作面采空区进行定期采样分析、随工作面推进分阶段释放示踪气体测定采空区气体流场、应用CFD模拟技术对采空区瓦斯分布进行数值模拟。模拟结果表明：双U型通风综放工作面在正常生产情况下,高浓度瓦斯在采空区深部沿回风侧逐渐汇集,形成瓦斯富集带,瓦斯浓度最高可达70%;现场实测表明采用CFD模型模拟得到的双U型通风系统综放工作面采空区瓦斯分布规律与现场实测结果相吻合,模拟结果为制定采空区瓦斯抽放措施提供了科学依据。     

一种预测采空区自燃危险区域的新方法——CFD技术的应用

在示踪气体试验的基础上,建立了模拟综采工作面采空区空气、瓦斯流动的数学物理模型,基于VC++6.0环境下对Fluent进行二次开发,分别对工作面正常生产、回风巷侧联巷密闭不严、尾巷密闭不严和高瓦斯涌出等4种情况下采空区氧气及瓦斯的分布进行了预测研究.结果表明:采用CFD模型模拟得到的采空区气体分布规律与现场长期监测结果相吻合;回风巷侧联巷及尾巷密闭不严将极大增加采空区氧气浓度;高瓦斯涌出可以加速采空区的自我惰化,有利于防治采空区自燃.     

五阳煤矿大直径钻孔抽采上隅角瓦斯技术及应用

在五阳煤矿7609综采工作面回风侧邻近巷道向回风巷上隅角施工大直径钻孔,用于抽采上隅角及采空区瓦斯,从而改变上隅角风流场,降低上隅角瓦斯浓度,从本质上杜绝上隅角瓦斯超限,实现综采工作面安全高效生产。     

新元矿9104工作面瓦斯分布规律与治理技术研究

为了解决新元矿9104工作面瓦斯超限的问题,以单元法对工作面进行了现场实测,通过建立空间坐标系,继而分析数据后得出采煤过程中释放的瓦斯以及采空区涌入工作面的瓦斯是其主要来源,回风一侧为工作面瓦斯积聚的主要区域,其中上隅角瓦斯在空间方位上,越靠近顺槽顶板和采空区处瓦斯浓度越高;为此在回风巷一侧采用采空区高位钻孔抽采,模拟分析以及现场实测相互验证得出了上隅角瓦斯浓度为0.1%～0.5%,工作面瓦斯浓度都在0.6%以下,抽采率在30%以上,表明了采用高位钻孔进行抽采能够较好地降低工作面以及上隅角瓦斯的浓度,从而确保了其安全性。     

大采高综采工作面上隅角瓦斯治理研究

文章主要分析上隅角瓦斯来源及采空区瓦斯流向规律,制定了6种采空区瓦斯治理方案与措施,有效防止上隅角瓦斯超限,降低了综采工作面回风巷瓦斯浓度。