CFO模拟技术在采空区“三带”分布中的应用

对采空区氧气浓度场分布规律的数值模拟技术进行研究,介绍并阐述FLUENT开发采空区氧气浓度场CFD模型的方法与步骤.应用CFD技术对5521-17工作面采空区氧气浓度分布进行模拟,模拟数据与现场基本吻合.根据模拟结果划分“三带”范围,确定了采空区中易自燃区域.结果表明,CFD模拟技术是研究采空区“三带”分布规律的可行手段之一,可为实施采空区煤炭自燃防治技术提供依据.     

双指标划分采空区自燃“三带”的数值模拟

准确快速的划分采空区自燃"三带"可以为煤自燃防治提供重要参考依据,通过建立针对性的采空区流场数学物理模型和对"三带"的划分指标进行分析,运用双指标结合数值模拟的方法快速的划分采空区自燃"三带"。通过与现场实测数据的对比验证,数据结果吻合较好,可以在工作面推进前期就准确地划分出采空区自燃"三带"的分布。     

浅埋深近距离煤层综采工作面自燃“三带”研究

通过对采空区现场监测、取样分析，得出进、回风侧氧浓度分布、温度等参数，依据自燃“三带”划分方法对浅埋深近距离煤层工作面采空区自燃“三带”进行了划分，确定了安全推进速度。同时基于COMSOL软件对采空区氧浓度与漏风分布进行了“三带”数值模拟，验证其可靠性。结果显示：由于“两道”漏风的存在，浅埋深工作面采空区进、回风侧自燃氧化升温带较宽。同时，通过对采空区自燃“三带”分布规律进行研究，分析了采空区氧浓度分布规律，掌握了浅埋深近距离煤层工作面采空区“三带”分布特征，对矿井防灭火工作具有重要的指导意义。     

U+L型通风条件下采空区煤自燃危险区域研究

U+L型工作面采空区漏风治理一直以来是矿井火灾防治的重要课题之一，为研究这一问题，采用绝热氧化升温试验、现场监测以及数值模拟的方法，在测定煤自燃极限特征参数的基础上，以陕西杭来湾煤矿实际为例对采空区“三带”区域分布规律进行研究，进而揭示采空区煤自燃特征及危险区域分布规律。研究发现：该采空区煤体自燃的下限氧浓度为12.9%|U+L型通风方式对于采空区“三带”区域划分有着较为严重的影响，进风侧采空区由于辅运巷漏风影响，会出现煤自燃“三带”范围的波动|数值模拟能够更加直观的体现煤自燃危险区域的分布特征。研究结果对于同类工作面的矿井火灾防治具有一定的指导和借鉴意义。     

综放面采空区自燃“三带”的确定与模拟分析

通过沿综放工作面倾向布点的方法,对采空区气体成分进行实测分析,确定新集一矿131303综放工作面采空区自燃“三带”的范围.并利用Fluent软件对131303综放工作面采空区自燃“三带”进行数值模拟划分,通过与实测结果进行对比,模拟结果和实测结果吻合较好,表明该软件具有实用性.综合对比实测和模拟结果,形成合理的预防采空区自燃的综合防灭火技术,有效地防治了采空区遗煤自燃,保证了工作面的安全回采.     

红庆河煤矿综采工作面采空区“三带”测定及模拟分析

根据红庆河煤矿综采工作面采空区自燃“三带”现场实测数据,采用氧气浓度划分法对工作面采空区自燃“三带”进行划分;利用FLUENT数值计算软件模拟分析综采工作面采空区风流流场、温度场等,分析验证采空区氧气浓度、CO浓度、漏风速率、温度等变化规律,并与数值模拟中采用漏风强度法划分的采空区自燃“三带”进行验证,确认了采空区“三带”现场实测的可靠性、准确性。结果表明:综采工作面采空区“两道”漏风严重,氧化升温带在进、回风巷分布范围较广;现场实测与数值模拟的结果变化趋势相一致,可以用来指导实际生产。     

缓斜中厚煤层综采工作面采空区自燃“三带”数值模拟研究

煤自燃火灾的出现会严重地影响和威胁着煤矿的安全性.采空区自燃“三带”的确定,对防灭火具有重要意义.根据紫金矿综采面采空区的特点,采用FLUENT软件数值模拟方法,判定下紫金矿1203综采面自燃“三带”分布规律,可为工作面自燃火灾的防治提供理论依据.     

高位钻孔瓦斯抽放采空区自燃“三带”的数值模拟

通过简化模型代替采空区复杂流动环境,建立采空区漏风流场的数学物理模型;利用FLUENT软件模拟采空区气体速度场、氧浓度场分布,根据双指标综合划分采空区自燃“三带”;分别对1301工作面正常回采时和高位钻孔抽放条件下采空区自燃“三带”数值模拟,得出高位钻孔抽放对采空区自燃“三带”的影响范围,实现现场无法到达情况下的理论分析.     

CFD模拟技术在采空区“三带”分布中的应用

对采空区氧气浓度场分布规律的数值模拟技术进行研究,介绍并阐述FLUENT开发采空区氧气浓度场CFD模型的方法与步骤。应用CFD技术对5521-17工作面采空区氧气浓度分布进行模拟,模拟数据与现场基本吻合。根据模拟结果划分"三带"范围,确定了采空区中易自燃区域。结果表明,CFD模拟技术是研究采空区"三带"分布规律的可行手段之一,可为实施采空区煤炭自燃防治技术提供依据。     

不同回采进度与煤质条件下采空区自燃"三带"划分

瓦斯抽放、煤层自燃等级高会增大采空区煤自燃的危险性,因此需要对采空区自燃“三带”进行划分。为了探究不同回采进度与煤质条件对采空区自燃“三带”分布的影响,红阳二矿分别对1203、1204、1301采煤工作面进行自燃“三带”划分。针对煤矿实际情况,使用束管和感温光纤分别监测采空区的氧气浓度与温度变化,从氧气浓度和温升两方面进行采空区自燃“三带”划分。测定得出回采进度以及煤质条件会在一定程度上影响采空区自燃“三带”的分布,因此在确定采空区防灭火措施时应充分考虑这两个影响因素。     

基于Comsol的平煤四矿己15-31060自燃“三带”模拟研究

为研究平煤四矿己₁₅-31060工作面采空区自燃“三带”的范围。利用氧气浓度指标来划分采空区自燃“三带”范围,并且利用Comsol模拟和现场实测结果分析对比,Comsol模拟和现场实测划分自燃“三带”范围基本一致,并且同一水平下回风巷的氧气浓度低于进风巷氧气浓度。充分证明用Comsol来划分采空区自燃“三带”范围的可行性,为防止采空区自燃提供一种新手段。     

基于FLUENT对银洞沟110201综采工作面采空区自燃“三带”的数值模拟

为了快速准确划分采空区自燃“三带”的分布范围,以银洞沟煤矿110201综采工作面采空区为研究对象,根据现场实际条件,采用ANSYS FLUENT软件对采空区进行数值模拟,通过Tecplot 360处理模拟结果,以此快速准确模拟出110201综采工作面采空区自燃三带分布规律;现场通过预埋束管,布置多组测点,监测采空区气体浓度变化,记录的数据利用Origin软件进行处理,得出实测110201综采工作面采空区回风侧氧化带的范围FLUENT模拟结果与现场实际测量结果良好吻合。结果表明:利用FLUENT软件对采空区进行数值模拟,可以快速准确划分采空区自燃三带范围,且模拟的三带范围与实测结果趋于一致。     

多夹层顶板综放工作面采空区自燃“三带”划分

采空区遗煤自燃属于煤矿重要灾害。为探究其自燃“三带”分布规律，以高家窑煤矿5203综放工作面为研究对象，采用实验室测定煤相关自然发火特性参数，现场布置运输巷与回风巷两侧的温度与气体采集系统，Fluent模拟采空区风流速度等方法，对5203综放工作面“三带”进行了划分。结果表明：以温度为划分标准的“三带”范围与氧气浓度划分的范围相近，以氧气浓度划分的散热带宽度为17.0～21.2 m,自燃带宽度为66.7～74.6 m,窒息带宽度大于83.7～95.8 m。Fluent模拟的散热带宽度为18～22 m,自燃带宽度为64～73 m,模拟结果与实测自燃“三带”范围相近。并结合5^#煤层最短自然发火期计算出工作面最低推进速度，研究结果可为矿井安全生产提供保障。     

综采工作面采空区自燃三带数值模拟研究

为了确定某矿综采工作面的采空区自燃三带分布情况,采用fluent数值模拟的方法对综采工作面的采空区自燃三带进行研究。在确定采空区自燃三带的划分标准之后,确定了Z2304综采工作面的三带分布特征和范围。最终结合现场实测和数值模拟,得到了采空区抽采条件下自燃三带的分布规律,表明采空区正常推进不采取措施的情况下,存在遗煤自燃的危险,需采取防灭火措施。     

凤凰山矿采空区自燃“三带”分布规律研究

根据凤凰山矿151309工作面现场数据,运用Fluent软件模拟了该工作面采空区在不同通风量情况下三带的分布情况;根据采空区自燃"三带"理论及其划分主指标,结合该工作面现场"三带"的观测数据,在配风量为1 300 m3/min时,分析了采空区O2浓度的变化规律,确定了采空区三带的分布情况,与模拟结果基本一致,验证了模拟结果的正确性,为后期采空区自燃的防治提供了依据。     

易自燃厚煤层综放工作面采空区自燃“三带”划分实践

提出联合氧浓度法和温度法对连续注氮条件下采空区"三带"范围进行划分,采用Fluent软件模拟未注氮条件下采空区"三带"范围,在此基础上得出能够抑制采空区自然发火的最小安全推进速度。结果表明:明确采空区自燃"三带"的分布范围能够减少防灭火工作的盲目性;依据数值模拟划分的采空区自燃"三带"范围能够在一定程度上评价采空区注氮防灭火效果;加快自燃带前移速度并缩小其宽度是防止煤自燃的重要手段。     

不同通风方式对氧化带分布规律的影响

为了研究通风方式对采空区自燃三带分布规律的影响,首先根据采空区空隙的分布情况和风流的流动性质建立合理的物理模型和数学模型,然后采用数值模拟的方法对U形、Y形、Z形、W形通风方式的采空区进行数值模拟并且采用氧气浓度指标对采空区氧化带进行划分,最后得出通风方式对氧化带分布的影响是Z形Y形U形W形。这为工作面选取合适的通风方式来防治采空区煤炭自燃提供一定的参考。     

寸草塔煤矿22煤层自燃“三带”分布及影响因素

为防止寸草塔煤矿22煤层煤自燃,对22煤层采空区自燃"三带"进行划分.通过现场束管监测获得采空区内氧气浓度分布,并基于氧浓度的"三带"划分标准,得出22煤层采空区自燃"三带"范围,即运胶顺槽:散热带51 m,自燃带51～147 m,窒息带147 m;回风顺槽:散热带43 m,自燃带43～141 m,窒息带141 m.使用Fluent数值模拟软件模拟不同配风量和瓦斯抽放对自燃"三带"的分布影响,得出了配风量越大、抽放管道进入采空区深度越深、抽采负压越大,氧化带宽度也随之增大,煤自燃的危险性越大.     

采空区自燃"三带"分布规律的模拟研究

漏风强度和氧气浓度一直是诸多采空区自燃三带划分方法的重要依据,而不同的采空区自燃三带划分方法得出的结论各有差异。采用有限单元方法,对采空区遗煤自燃过程漏风渗流场和氧气浓度场进行了模拟研究,根据临界风速法和流场与氧气浓度场结合法分别划分出采空区自燃三带的范围,得出了最大自燃带宽度依次为48 m和123 m。     

下石节矿采空区自燃“三带”研究

通过现场观测,得到下石节矿综放面采空区遗煤厚度分布、氧气浓度分布等参数,根据自燃危险区域判定理论,划分出采空区"三带"及易自燃区域的分布,为自燃防治奠定了基础.