基于CFD模拟的采空区瓦斯分布规律研究

为了研究高瓦斯综采工作面下的采空区瓦斯分布规律,以某矿15110综采工作面采空区为原型,使用FLUENT软件对U型、U型+高抽巷、Y型、Y型+高抽巷+采空区埋管抽采进行数值模拟和分析。结果表明:相比于U型通风下采空区上部瓦斯积聚严重,U型通风联合高抽巷能有效降低采空区裂隙带的瓦斯,高抽巷瓦斯浓度和混合流量模拟值分别为43.52%、197.50 m~3/min,与现场监测值接近;但上隅角瓦斯浓度偶尔超限。在Y型通风下,瓦斯浓度随着采空区深度的增加而升高,随着靠近沿空回风巷而升高;上隅角瓦斯浓度相比于U型通风能有效降低。相比于Y型通风下沿空回风巷瓦斯浓度容易超限,Y型通风联合高抽巷、采空区埋管抽采的瓦斯防控体系能有效降低高瓦斯综采工作面的瓦斯浓度,为解决高瓦斯综采工作面瓦斯超限难题提供了理论指导。     

W型通风方式下采空区瓦斯运移规律数值模拟研究

针对高瓦斯矿井采用传统U型通风方式上隅角瓦斯浓度容易超限的问题,提出采用W型通风方式,应用FLUENT软件对综采工作面W型通风方式下采空区瓦斯运移规律进行了数值模拟研究。结果表明:上下巷进风中间巷回风的W型通风方式可以有效的降低回风巷浓度,解决U型通风上隅角超限问题;同时确定了采空区高浓度瓦斯富集带,为有效提高瓦斯抽采率提供依据;相比较于上两条巷进风下面巷回风和下两条巷进风上面巷回风的W型通风方式,上下巷进风中间巷回风W型通风方式是W型中较好的形式。     

寺河矿大采高工作面新型“U”型通风瓦斯治理技术

针对"三进两回"、"两进一回"等偏"Y"型多巷通风系统存在的部分工作面回风流经采空区、工作面回风巷瓦斯浓度高、区域需风量大等缺点,以及"U"型通风上隅角瓦斯难治理等难题,结合寺河矿东井抽放系统能力,利用Fluent模拟软件分析了大采高综采工作面采空区及上隅角瓦斯流场变化情况,并提出了"高位钻孔+中位钻孔+穿透钻孔+闭墙埋管"一体化瓦斯治理措施。通过对采空区高浓度瓦斯进行抽放拦截,使上隅角负压点朝向采空区,避免了采空区高浓度瓦斯向上隅角运移,解决了"U"型通风上隅角瓦斯易超限的难题,杜绝了综采工作面瓦斯事故的发生。     

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。     

U型通风综采工作面瓦斯综合治理技术实践

针对成庄矿U型通风综采工作面回风上隅角瓦斯易积聚、不可控等问题,采用采空区大流量埋管抽放、采空区顶板走向长钻孔抽采、地面采动区L型井抽采和上隅角导风筒抽放综合治理措施,对4322综采工作面的治理效果进行跟踪考察,统计工作面回采期间风排瓦斯量、瓦斯抽采量和绝对瓦斯涌出量的变化对应关系,瓦斯抽采量占比工作面绝对瓦斯涌出量平均值达到70%,上隅角瓦斯浓度可控制在0.8%以下,回风巷瓦斯浓度可控制在0. 6%以下,证明了瓦斯综合治理措施效果良好,U型通风综采工作面实现了安全生产。     

“Y”型通风工作面的瓦斯治理

随着矿井开采的延伸和采煤工作面机械化程度不断提高,采煤工作面"U"型和"U+L"型通风方式中,工作面的上隅角及回风巷瓦斯管理难度大幅度增加,制约着煤矿的安全生产。采煤工作面采用无煤柱开采沿空留巷布置,结合"Y"型通风方式,合理调配风量并进行综合瓦斯抽放,实践证明能从根本上解决上隅角及回风瓦斯管理困难的问题。     

Y型通风采空区瓦斯浓度的数值模拟研究

针对回采工作面U型通风方式容易造成上隅角瓦斯浓度超限的问题,提出Y型通风方式,建立采空区的瓦斯流动控制方程和系统物理模型。并对采空区瓦斯浓度进行了数值模拟,模拟结果显示Y型通风方式能拦截采空区瓦斯进入工作面上隅角及回风巷,有效避免了工作面上隅角瓦斯的积聚。     

综放工作面上隅角埋管抽采治理瓦斯的极限能力研究

根据五阳煤矿7601工作面现场实际,采用计算流体力学数值模拟软件FLUENT,对U型通风综放工作面上隅角埋管抽采的极限瓦斯治理能力进行数值模拟,结果显示:工作面采用U型通风方式,进风量为2 880 m~3/min、抽采混合量为220 m~3/min时,工作面最大瓦斯治理能力为29 m~3/min,工作面上隅角和回风巷瓦斯浓度随工作面瓦斯涌出总量的增加呈线性升高,为回采工作面选用上隅角埋管抽采提供了理论和数据支持,使工作面瓦斯治理更具科学性。     

U型通风系统上隅角埋管采空区瓦斯治理技术

以山西晋煤集团岳城煤矿1303(下)综采工作面为例,探讨了U型通风系统上隅角埋管采空区瓦斯抽采技术,试验结果表明,采用上隅角采空区尾部埋管抽放技术能够改变采空区瓦斯流场,抑制上隅角瓦斯向回风巷涌出,有效降低上隅角及工作面回风流瓦斯浓度。     

厚煤层上分层工作面采空区瓦斯治理技术研究

为解决3203上分层工作面双巷布置、U型通风时上隅角瓦斯易超限的问题,通过分析工作面上隅角瓦斯的来源及采空区瓦斯赋存情况,确定采空区瓦斯治理采用沿空插管抽采+横贯密闭插管抽采,并具体计算分析确定本次采空区临时抽采系统排放的瓦斯排放到东翼采区回风巷内,抽采系统东翼采区回风巷中及工作面内的抽采管路分别选用Ф820×8mm螺旋焊缝钢管和Ф529×6mm螺旋焊缝钢管,并在工作面回采期间进行上隅角瓦斯浓度的监测作业。结果表明:抽采方案实施会后,回采期间上隅角的瓦斯含量始终在0.8%以下,解决了上隅角瓦斯易超限的问题。     

工作面U与U+L型通风系统瓦斯风排能力研究

针对传统U型通风系统存在的回风巷上隅角瓦斯浓度偏高问题,本文首先分析了两种通风系统的结构和工作原理,然后分别利用FLUENT软件模拟了两种通风结构下的流场分布及瓦斯浓度分布情况,结果表明U+L型系统可显著降低回风巷上隅角的瓦斯浓度,其"一进两回"式通风结构更利于工作面的通风,但在井下通风系统选择过程中,还应从维护成本等角度考虑,选用适宜的瓦斯排除方式。     

综放工作面配风量对采空区遗煤瓦斯涌出的影响研究

为了得到综放工作面配风量与通风方式这两个通风关键因素对采空区遗煤瓦斯涌出的影响规律,以郑煤集团新郑煤电有限责任公司11208综放工作面为研究对象,建立了综放工作面采空区遗煤瓦斯运移CFD稳态计算模型,在验证了计算模型计算结果正确性的基础上,利用该模型对U型、U+I型、偏Y型、并列双U型四种通风方式下工作面配风量对上隅角瓦斯浓度、回风巷瓦斯浓度、风排瓦斯巷瓦斯浓度、总风排瓦斯量的差异性进行了定量化分析,研究结果表明,U+I型、偏Y型与并列双U型通风方式有利于控制上隅角瓦斯浓度,但采空区风排瓦斯巷存在瓦斯超限隐患,研究结果对综放工作面通过配风量控制采空区遗煤瓦斯涌出措施具有重大的参考价值。     

并列双U型通风方式在高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理中的应用

针对寺河矿二号井15#煤层本煤层瓦斯含量大、上覆采空区及邻近层瓦斯涌出量大的实际问题,在瓦斯抽放的基础上,提出了一种新型的并列双U型通风方式,并对该通风方式的构成、特点、关键技术及其与大U套小U型通风方式的区别进行了论述.通过在XV1301工作面的瓦斯治理实践表明,并列双U型通风方式通风能力大、瓦斯处理能力强,可消除上隅角风流涡流状态,不易积聚瓦斯；工作面上隅角、回风尾部联络巷及两条回风巷瓦斯浓度始终处于受控状态且有较大的富余系数,保证了工作面的高效安全生产.     

易自燃煤层上隅角瓦斯抽采方法的选取

针对回采工作面"偏Y"型改为"U"型通风方式下上隅角瓦斯超限的问题,进行了"U"型通风改造后上隅角瓦斯超限的原因分析,利用ANSYS-FLUENT数值模拟软件,构建了采空区遗煤瓦斯渗流的数学模型,定量对比研究了走向高抽巷抽采和邻近巷插管抽采2种抽采方法下采空区瓦斯浓度分布和"三带"宽度变化,确定了走向高抽巷抽采能够有效的减少采空区瓦斯涌入上隅角,控制采空区自燃带的宽度,并对其实际应用效果进行了考察。结果表明:采用走向高抽巷抽采方法后,抽采的卸压瓦斯纯量达100 m~3/min之多,抽采率也达90%以上,上隅角瓦斯浓度处于0.8%以下,采空区无自然发火征兆,有效的减少了上隅角瓦斯超限和采空区火灾发生的风险,为回采工作面的安全生产提供了技术支持。     

工作面U型与Y型通风方式风排瓦斯能力探讨

针对传统工作面U型通风方式存在的回风隅角瓦斯浓度偏高问题,分析了工作面U、Y型通风方式的工作原理,然后利用FLUENT软件模拟了流场分布及瓦斯浓度分布情况,结果表明"两进一回"的Y型通风方式可显著降低工作面回风隅角的瓦斯浓度,但在工作面通风方式选择过程中,还应从维护成本等角度考虑。     

沿空留巷"Y"型通风治理瓦斯在平煤股份一矿的应用

随着矿井不断延伸和机械化采煤程度提高,＂U＂型通风方式中的采煤工作面上隅角及回风巷瓦斯浓度经常超限,制约煤矿的正常生产和效益提高.而采用超前支护沿空留巷＂Y＂型通风方式,将＂U＂型的一源一汇改为＂Y＂型两进一回通风方式,从根本上消除和解决了上隅角及回风巷风流中瓦斯管理困难等方面的安全隐患.分析了工作面瓦斯来源、＂Y＂型通风的必要性、超前支护沿空留巷理论和技术及采取的其它防治措施,从而达到工作面高产高效的目的.     

9号煤高瓦斯区域综采工作面的瓦斯综合治理实践

古书院矿9号煤的煤体瓦斯含量大,工作面又用U型通风,回采中的采空区及邻近己采区中积存的大量瓦斯在通风负压下涌向工作面上隅角和回风巷,仅靠U型通风稀释瓦斯已不能解决上隅角瓦斯超限问题。后采用本煤层预抽、走向钻孔抽放、临近层抽采等综合防治技术,能很好解决工作面上隅角瓦斯超限问题、实现工作面的高产高效安全生产。     

大直径钻孔代替横贯埋管抽采上隅角瓦斯浅析

回采工作面U型通风其上隅角容易积聚瓦斯,为解决这一问题,屯兰矿利用大直径钻机在22301瓦斯治理巷施工大直径钻孔替代工作面回风巷与瓦斯治理巷工作面横贯,埋设大直径管路,通过负压抽采上隅角瓦斯,解决了工作面瓦斯超限问题。     

工作面“U+L”型通风系统向“U+U”型改造的研究

为了解决某矿3405综采工作面在"U+L"型通风系统条件下回风巷及上隅角瓦斯经常超限的问题,建立了该综放面在"U+L"型和"U+U"型通风系统下的物理模型和数学模型,对比模拟结果分析了2种通风系统下采空区沿工作面推进方向、工作面宽度方向和垂直方向的瓦斯分布规律。数值模拟和对改造前后对34052回风巷、34053回风巷及上隅角瓦斯浓度监测表明"U+U"型通风系统有效地保证了回风巷及上隅角瓦斯浓度处于低位,保证了工作面安全回采。     

马兰矿综采工作面上隅角瓦斯治理抽采措施研究

针对马兰矿工作面瓦斯含量较高、突出危险的工作面条件,分析了上隅角瓦斯抽采机理,主要由于“U”型通风系统风流及压差作用瓦斯在工作面上隅角形成了聚集,上隅角极易发生瓦斯超限及瓦斯积聚事故;在工作面除采取封堵切眼进、回风隅角、控制采空区悬顶面积等固有手段治理上隅角瓦斯外,重点针对上隅角瓦斯抽放采取高抽巷抽采、瓦斯抽放巷裂隙带抽采、瓦斯抽放巷大直径钻孔抽采、上隅角悬管抽采等综合措施治理上隅角瓦斯,并确定了各治理方案的具体技术参数。最后在马兰矿工作面进行了实践应用,由工作面现场数据分析可知瓦斯浓度保持在0.3%～0.6%,保障了工作面的安全生产,为相关地质条件的采煤工作面上隅角瓦斯治理提供参考。