采空区高抽巷及埋管抽采下瓦斯分布规律研究

针对高瓦斯矿井采空区遗煤多、瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯体积分数超限等威胁煤矿生产安全的问题,以余吾煤业3#煤层N1101工作面为研究对象,首先数值模拟未抽采时在工作面漏风影响下采空区瓦斯的分布特征.在此基础上,进一步研究高抽巷和预埋立管抽采采空区瓦斯的情况,分析不同抽采方式和抽采位置对采空区瓦斯流场和体积分数的影响规律,...     

抽放作用下采空区瓦斯分布规律的数值模拟研究

分析了采空区瓦斯涌出的来源、采空区瓦斯渗流及涌出规律,并以采用高抽巷抽采方法的裴沟矿32003综放工作面为例,建立了工作面数值模拟模型,进行了数值模拟研究。研究得到了在高抽巷抽放条件下的采空区瓦斯分布规律。这对采空区的瓦斯抽放及防治具有重要的意义。     

基于偏“W”型通风系统-走向高抽巷的采空区瓦斯治理技术

为充分发挥走向高抽巷和偏"W"型通风系统的优点,确定走向高抽巷的最佳抽采位置,通过Geometry和Mesh建立相对应的数值模型,然后使用Fluent软件进行采空区及综放工作面瓦斯运移规律的数值模拟和分析。分析结果表明:高抽巷布置于与工作面顶板垂距35 m(10倍采高处)和回风巷平距30 m的断裂带中抽采效果最好,且能有效防治上隅角瓦斯超限,确保综放工作面安全高效地生产。     

高抽巷位置对瓦斯抽采效果的数值模拟研究

针对石港矿15#煤层瓦斯涌出特征,采用高抽巷抽采邻近层的高浓度瓦斯,但是随着工作面不断地向前推进,采动裂隙带的不断变化和破坏,使得顶板高抽巷发生变形破坏,从而直接影响了邻近层瓦斯的抽采效果,通过实测数据和数值模拟的研究分析,高抽巷合理的位置是制约邻近层瓦斯抽采的重要因素。     

高抽巷抽采下采空区瓦斯浓度场实测研究

通过在余吾煤业N1102工作面及S2107工作面的采空区埋设束管,得到U型工作面及高抽巷抽采条件下的采空区瓦斯浓度场实测数据。利用MATLAB软件做出了两种条件下采空区的瓦斯浓度场,得到了高抽巷抽采下对工作面采空区瓦斯的影响,并进行了深入研究。     

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。     

高抽巷束管监测采空区瓦斯浓度试验研究

为了探究采煤工作面采空区不同深度瓦斯浓度分布情况,在高抽巷内布置6个测点,利用高抽巷与回风巷之间的穿透孔,将束管由高抽巷测点敷设至回风巷,随着工作面的回采,通过束管观测各测点进入采空区不同深度的瓦斯浓度,进而分析高抽巷瓦斯来源,为今后高抽巷布置层位与利用方式的选择提供参考。     

“U+高抽巷+隅角抽采”瓦斯治理模式在司马煤业的应用

随着矿井开采水平的延伸,瓦斯含量逐步升高,治理难度显著增大,为了有效解决回采工作面生产期间的瓦斯问题,司马煤业在1207回采面进行"U+高抽巷+隅角抽采"瓦斯治理模式的实验,取得了较好效果。     

泄排巷对采空区瓦斯分布影响的数值模拟

为了考察泄排巷对采空区瓦斯分布的影响,运用滤流理论建立了采空区瓦斯运移数学模型,模拟研究了无瓦斯泄排巷、有1条泄排巷和2条泄排巷,以及泄排巷位置发生变化时采场瓦斯分布特性。结果表明,泄排巷数目和位置对采空区瓦斯分布有重要影响,其作用相当于漏风汇,能分流采空区瓦斯,从而降低工作面上隅角、回风流及采空区瓦斯浓度,并且泄排巷离回风巷越近,分流瓦斯的效果越好。泄排巷对采空区瓦斯分布的影响上层比下层更大。     

U+L形与双U形通风瓦斯分布数值模拟对比研究

通过对永红煤矿工作面U+L形通风和双U形通风的介绍,应用Fluent软件模拟了这2种通风的瓦斯分布。结果表明,双U形比U+L形风排瓦斯能力更强,上隅角瓦斯和尾巷浓度处于安全范围之内,且安全系数高;其具有更高的抗灾能力和安全性能,保证通风系统安全可靠运行。     

地面钻井抽采负压对采空区气体流场分布影响

将采空区视为各向同性多孔介质,构建了采空区气体流场基本闭合方程组,利用FLUENT模拟软件对采空区内部气体流场进行模拟,分析了地面钻井不同抽采条件下的采空区内部气体浓度分布特征,以此研究地面钻井不同抽采负压对采空区气体流场的影响。研究发现地面钻井布置在采空区靠近回风巷20～70 m有利于抽采,且负压抽采可能给采空区带来自然发火的危险,但在采取一定的监控措施下,40～50 kPa的抽采负压是可取的。     

W型通风工作面中隅角瓦斯治理技术研究

针对龙滩矿井综采工作面W型通风系统,易造成回采工作面中隅角瓦斯积聚与超限问题,以龙滩矿井3112南回采工作面为工程研究背景,提出采取主动抽放采空区瓦斯,实施高抽巷瓦斯治理技术,实现了中隅角与回风巷瓦斯不超限,保证了矿井安全生产。     

高抽巷负压对采空区瓦斯涌出和自然发火的影响

为了使瓦斯高抽巷达到最佳的抽采效果,通过数值模拟,得出郑煤集团某矿顶板瓦斯高抽巷正常抽采期间的最优抽放负压,以期为具有自然发火的高瓦斯矿区顶板瓦斯高抽巷抽放参数的合理确定提供科学依据,从而实现矿井瓦斯防治和防灭火工作的协调统一。     

高位钻孔抽放采空区瓦斯技术在张集矿的应用

 张集矿属于高瓦斯矿井,综采工作面瓦斯涌出量大,且瓦斯来源主要是采空区瓦斯;以1111综采工作面为例,通过优化抽放参数,采用高位钻孔抽放采空区瓦斯;从1111综采工作面现场应用来看,采用高位钻孔抽放对采空区瓦斯效果良好,瓦斯抽放浓度高,瓦斯抽放量大,大大提高了瓦斯抽放率,能有效解决综采工作面瓦斯超限问题;抽放参数可在类似矿区加以推广应用,以利于矿区高瓦斯矿井的安全生产。     

采空区瓦斯流动规律及分源抽放技术的应用

为降低回采工作面采空区的瓦斯涌出及上隅角瓦斯浓度,对采空区顶板裂隙变化及瓦斯流动规律进行了理论分析,基于此,对主焦煤矿21141工作面的瓦斯抽放提出了分源抽放的综合治理方法,即上隅角采用埋管抽放,顶板裂隙内瓦斯采用高位钻场钻孔抽放。应用结果表明:分源抽放技术的应用使得21141回采工作面上隅角瓦斯体积分数由原来的0.6%左右下降到0.4%,高位钻场单孔瓦斯抽放体积分数平均为34%,瓦斯流量为0.062 m3/m in,这在一定程度上降低了采空区瓦斯的涌出量,保证了工作面安全生产。     

尾巷改变采空区瓦斯流场的数值模拟研究

为了研究尾巷配置对采空区瓦斯流场的影响,根据N1-2工作面的巷道布置情况,建立了配置尾巷的工作面与采空区数学物理模型.结合周期来压对采空区冒落物孔隙率的影响,按周期来压步距分析了孔隙率阶跃变化,合理计算了分段渗透率大小.根据气体在多孔介质中的渗流理论,将FLUENT中3种湍流模型的模拟结果与实测结果对比,选择Realizablek-ε模型对不同条件下的采空区漏风场和瓦斯体积分数场进行模拟,模拟结果与现场效果表明:均匀渗透率和分段渗透率条件下的瓦斯场分布模拟结果与实测瓦斯体积分数对比,分段渗透率的模拟结果更接近实测值;受采空区瓦斯体积分数梯度与渗透率变化的影响,尾巷配风量越大上隅角漏风量越小,尾巷步距越小临近工作面区域的瓦斯体积分数越低,综合尾巷联络巷的施工量与回风顺槽配风量,尾巷步距为50 rn,配风量为总进风的2/3时效果最佳;现场结合尾巷步距、风量分配与调节、周期来压等因素制定了综合措施,提高了尾巷利用率,有效解决了配置尾巷的综放工作面上隅角及尾巷口瓦斯波动超限问题.     

沿空留巷Y型通风瓦斯治理效果分析

由于高瓦斯矿井中,无煤柱沿空留巷Y型通风比传统的U＋L、U型通风方式更有利于解决工作面瓦斯超限、缓解生产衔接紧张等问题,基于此,介绍了屯兰矿沿空留巷Y型通风技术在18205采煤工作面的应用效果,结果表明采用沿空留巷Y型通风技术后,工作面通风能力和安全生产可靠程度大幅提升。同时,通过实施底板瓦斯抽采,消除了18205工作面底板瓦斯涌出的现象,工作面风排瓦斯涌出量下降3~4 m3/min,较未实施底板瓦斯抽采前下降了15%~20%,工作面瓦斯抽采率由60%提高到70%以上,工作面底板及回风瓦斯体积分数均稳定在0.5%以下,瓦斯治理效果良好。     

高瓦斯矿井Y型通风系统技术应用

高瓦斯矿井中,瓦斯治理是影响矿井安全生产的关键。本文根据矿井原有的U+L型通风系统进行分析,优化后改为Y形通风,同时对采空区瓦斯进行抽放,有效地控制了瓦斯的浓度,保证了矿井的安全生产。