掘进工作面局部通风参数对瓦斯分布影响研究

为了研究矿井掘进工作面瓦斯异常涌出时局部通风参数对于瓦斯分布的影响,利用Fluent软件,建立了巷道三维模型,分析不同通风参数时掘进巷道瓦斯分布情况.研究结果表明:初期瓦斯积聚在巷道底部,在风流和浮力作用下瓦斯向出口和上方运移,风流稳定后,瓦斯积聚在掘进迎头附近下部,后方瓦斯分布较为均匀;风筒布置位置对于回风流瓦斯浓度...     

瓦斯抽采钻孔对巷道围岩松动圈的影响研究

巷道围岩松动破坏范围是巷道锚网支护参数设计的重要依据,瓦斯抽采钻孔布置在矿山压力作用下,对巷道帮部围岩松动破坏具有很大的影响。文章以王庄煤矿9105运巷为研究背景,通过测试运巷帮部距瓦斯抽采孔不同位置超声波传播大小,研究瓦斯抽采孔布置对巷道围岩松动破坏的影响。测试结果表明,瓦斯抽采孔布置对巷道围岩煤体松动破坏造成一定的影响,是影响巷道围岩锚杆支护效果的一大因素;进而提出了巷道锚杆支护条件下瓦斯抽采钻孔布置对策,对锚杆支护巷道瓦斯抽采孔布置具有重要的指导意义。     

瓦斯积聚范围对独头巷道瓦斯爆炸冲击波破坏特征与传播规律的影响

为研究独头巷道内不同长度瓦斯积聚区的爆炸特征,运用计算流体力学软件FLACS进行了数值模拟,对比了瓦斯爆炸超压及正压冲量等参数及其在巷道内的分布情况,分析了瓦斯积聚范围对爆炸冲击波破坏特征的影响规律,研究了独头巷道内不同长度瓦斯积聚区爆炸冲击波与火焰相互作用的特点。研究结果表明:随着独头巷道内瓦斯积聚范围的增大,爆炸冲击波破坏特征会发生突变,最大爆炸压力阶梯式增大,瓦斯积聚范围超过某一临界值后,最大爆炸压力出现位置从巷道封闭端向开放端转移;最大爆炸冲量先单调增加而后趋于稳定,最大爆炸冲量位置始终处在巷道封闭端;回传稀疏波对火焰的加速作用是导致巷道近开放端爆炸超压突增的主要原因。     

巷道竖直方向瓦斯传感器部署

针对煤矿井下瓦斯传感器的安放位置参数缺乏提供理论依据,首先建立了巷道几何模型,根据湍流状态下的守恒方程以及湍流动能方程和湍流耗散率方程以及标准k-ε模型,仿真了井下巷道数值方向上瓦斯的分布情况.通过比较巷道纵断面瓦斯的分布情况,得出：瓦斯传感器应放置在距顶板小于等于0.3 m的位置.该结论与煤矿安全标准中的规定吻合.     

煤与瓦斯突出矿井煤巷掘进工作面瓦斯抽采技术研究

为解决1303（上）工作面回采巷道瓦斯含量高的问题,通过分析工作面回采巷道的瓦斯赋存情况,结合各项瓦斯抽采方式的选择原则,确定1303（上）工作面回采巷道掘进时采用区域模块降量+底抽巷穿层抽采相结合的瓦斯抽采方式。结合巷道具体情况,对瓦斯抽采方案的各项参数进行具体设计,并根据邻近矿井资料对瓦斯抽采量进行有效预测;在瓦斯抽采技术实施完成后,巷道掘进期间采用钻屑指标法及瓦斯浓度持续监测的方式对瓦斯抽采效果进行验证分析。研究结果表明:1303（上）工作面回采巷道采用区域模块降量+底抽巷穿层抽采技术后,掘进期间瓦斯涌出量最大值为5.35 m³/min,瓦斯浓度的最大值为0.57%,钻屑量最大值为3.9 kg/m,实现了瓦斯的高效抽采,保证了巷道掘进期间无瓦斯异常涌出的现象。     

按通风条件确定准备巷道独头段极限长度的方法

<正>准备巷道独头段的长度对巷道中瓦斯涌出量有极大的影响.但在现行的规范文件中,没有严格规定沿着含瓦斯煤层掘进的准备巷道独头段的长度.东方煤矿安全科研所和卡拉干达工学院等一起,制定了确定准备巷道独头段的最大可能长度的方法.此法在卡拉干达煤炭联合公司各矿井中获得了广泛运用.根据这个方法,按瓦斯涌出因素,并考虑到所用通风手段可能保证巷道所需风量的情况,确定出必需的风量.运用此法所积累的经验,以及系统地对比实际瓦斯涌出量和按此法预测的瓦斯涌出量的数据表明,该方法可以相当准确地确定出掘进巷道和通风手段所必需的工艺参数,以保证掘进所需的风量.     

煤矿掘进暴露巷道瓦斯涌出量大数据计算方法

在现有煤矿掘进暴露巷道瓦斯涌出量计算、预测研究的基础上,运用大数据理论和方法,通过对煤矿现有海量井下环境监测历史数据计算、分析,建立暴露巷道瓦斯涌出量与井下环境监测参数之间的关系模型,并通过实时数据实现煤矿井下暴露巷道瓦斯涌出量计算,使煤矿井下掘进暴露巷道瓦斯涌出量计算更具有实时性、精准性、连续性、可操作性。     

近距离煤层群高瓦斯工作面瓦斯立体抽放模型的建立和应用

针对近距离煤层群高瓦斯工作面的地质和开采条件,建立了高瓦斯工作面巷道掘进期间和工作面推采期间的瓦斯立体抽放巷模型。巷道掘进期间采用预掘内错底板低位巷或内错顶板高位巷并布置穿层钻孔或布置随掘进的瓦斯抽放钻场进行瓦斯的立体抽放;工作面推采期间采用内错顶板高位巷穿层钻孔和工作面巷道顺层钻孔预抽瓦斯的立体抽放技术。以瓦斯立体抽放模型为基础,结合矿井实际地质条件、矿井巷道围岩与开采环境条件和技术工艺条件,进行了瓦斯立体抽放的实地实验和应用,确定瓦斯抽放巷的垂距和内错距离为15 m、高位巷钻场间距100 m、顺层钻孔间距2 m等参数;并进行了保护层瓦斯的预抽。通过瓦斯立体抽放实现了巷道掘进与工作面开采的瓦斯抽放要求,既控制了本煤层工作面的瓦斯浓度,实现了安全开采,又释放了上部煤层的瓦斯。     

深部煤田的瓦斯含量

<正> 煤层及其围岩的自然瓦斯含量数据是计算新建和改建矿井巷道瓦斯涌出量的主要原始资料。瓦斯涌出量预测的精度决定矿井设计中工程计算的可靠性:比如风量、主要通风设备能力、开拓巷道的断面和数量以及矿井其他参数计算等。现代气体分析方法的大量试验及其应用,可使煤层及其围岩的瓦斯成分和含量的测定结果更加精确。在这些气     

移动坐标下掘进工作面瓦斯涌出的无因次分析

为研究厚煤层中巷道掘进时的瓦斯涌出规律,建立了移动坐标下的掘进工作面瓦斯涌出数学模型,通过引入巷道半径与长度准数、压力准数、掘进速度准数等无因次参数,将模型无因化,利用有限体积法对无因次方程进行离散,然后采用迭代法求解,并编制解算程序。解算结果表明,巷道周围煤体中的无因次瓦斯等压线呈子“弹头”状分布;随着速度准数的增大,无因次瓦斯压力及含量的分布等值线都向煤壁收拢,煤壁附近的无因次瓦斯比流量显著增大,从而导致无因次瓦斯涌出量急剧上升,且掘进工作面处的无因次涌出量增速更大。     

12°上下行通风工作面煤壁涌出瓦斯分布规律数值模拟

煤壁涌出瓦斯是工作面巷道中瓦斯的重要来源之一;根据后退式U型通风系统流场特点确定适合工作面巷道中瓦斯与风流质量交换的数学模型,针对混合流并带有弯曲壁面的流动,使用Realizab le k-ε双方程湍流模型;利用计算流体力学(CFD)软件F luent对倾斜回采工作面巷道中由煤壁涌出瓦斯形成的瓦斯场进行了模拟,并对上下行通风回采工作面巷道中有煤壁涌出瓦斯形成的瓦斯场进行比较。得出结论:在倾角为12°的巷道中,采用下行通风和上行通风,由煤壁涌出的瓦斯在巷道中形成相似的瓦斯场,在风速较低的情况下,采用下行风比上行风更加有利于瓦斯混合,并且考虑采用上行通风要先排出上隅角由采空区涌出的瓦斯,因此上行风更容易使工作面巷道中的瓦斯发生积聚。     

渗流-应力耦合作用下巷道预排瓦斯等值宽度研究

准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周围煤体应力及体积应变的解析表达式,以渗透率为桥梁建立了考虑巷道卸压及基质收缩效应的瓦斯运移耦合模型,得出了巷道周围煤体瓦斯运移规律及影响因素,确定了不同条件下的巷道预排瓦斯等值宽度。研究结果表明:巷道周围煤体瓦斯运移受到应力场和渗流场的控制,巷道卸压范围越大,其周围煤体渗透率提高得越多,越有利于瓦斯排放;排放时间、煤层透气性系数、地应力、煤体强度、支护应力、巷道尺寸和煤变质程度是影响巷道预排瓦斯等值宽的主要因素;排放时间60、120、180、240 d的巷道预排瓦斯等值宽度分别为9.2、11.9、13.8、15.3 m,随着排放时间的增加而增大;较难抽采煤层排放180 d的巷道预排瓦斯等值宽度小于15m,可以抽采煤层为15～20 m,容易抽采煤层厚度大于20 m,巷道预排瓦斯等值宽度随煤层透气性系数的升高逐渐增大;地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸通过控制煤体变形而影响...     

煤巷掘进过程煤层瓦斯运移规律的数值模拟

研究煤巷掘进过程中瓦斯运移规律对瓦斯灾害防治具有重要的意义.本文构建了瓦斯流动的固气耦合模型,应用RFPA_GASFLOW软件对煤巷掘进过程瓦斯运移进行数值模拟.研究表明,煤巷掘进过程中,掘进巷道周围产生瓦斯渗流场,瓦斯压力梯度等值线呈轴对称分布并随着巷道的掘进向前移动;掘进工作面前方和掘进巷道两帮煤壁内的瓦斯压力的变化规律相同,瓦斯压力在渗流场内呈抛物线分布,瓦斯压力梯度在巷道附近最大,并逐渐增加至煤层初始瓦斯压力,采掘作业只对巷道周围一定范围内的瓦斯压力有影响;随着煤壁暴露时间的增加,巷道周围煤层中的瓦斯压力和瓦斯流量逐渐降低,最终趋于稳定.     

突出煤层巷道边掘边抽方法的应用和效果考察

根据瓦斯抽放在煤层巷道掘进工作面现场实施情况,对几种局部防突卸压措施的效果进行比较和分析,得出瓦斯抽放作为局部卸压措施的优点;同时,总结了瓦斯抽放的适用条件及有关参数的选定。     

掘锚一体化巷道瓦斯治理技术研究

为了有效防止巷道掘进期间瓦斯的大量集聚或者涌出,确保矿井安全开采,分析了瓦斯涌出的影响因素,采用COSMOL Multiphysics数值模拟软件,对不同掘进速度下巷道瓦斯流动规律进行了模拟分析。研究得出,掘进速度对于巷道周围瓦斯压力的分布有影响,掘进巷道沿巷道走向、巷帮方向时,瓦斯衰减范围随着掘进速度增大而减小;巷道掘进速度越快,煤层瓦斯梯度越小,靠近煤壁处,瓦斯的流动速度也越慢。该研究为有效防止巷道掘进过程中可能发生的瓦斯事故提供了理论基础。     

基于巷道掘进停风状态下负压导引通风技术的定量分析研究

为了认真贯彻执行瓦斯治理方针,防治瓦斯浓度超限,东林煤矿在煤层巷道掘进过程中采用负压导引通风技术,解决了意外停电停风时巷道无风及瓦斯浓度超限的问题,并且通过对负压导引通风相关参数的测定,总结出负压导引通风的一般规律。     

巷道风流中瓦斯逆流机理及其实验研究

分析了井巷风流中瓦斯逆流现象及其特征，运用相似原理导出矿内紊流风流中瓦斯运移无量纲微分方程组和相似参数，通过实验得到倾斜共馘上行风流中巷道顶板瓦斯逆流、浓度分布及逆流区长度的变化规律，并得出倾斜巷道下行风发生瓦斯逆流的临界判别式。     

巷道内瓦斯爆炸传播规律的数值模拟研究

基于燃烧理论、爆炸理论及遵守的守恒定律,建立了巷道内瓦斯爆炸的数学物理模型.利用Fluent软件对煤矿巷道内预混瓦斯气体的燃烧爆炸进行了分析和模拟研究,得到了巷道内瓦斯爆炸过程中超压变化规律.展现了爆炸冲击波在巷道内的衰减过程.将数值模拟结果与实验结果进行对比分析,数据高度吻合,证明了数值模拟的合理性,进而为煤矿瓦斯爆炸传播过程的分析研究及瓦斯爆炸事故的防范提供了一定的参考,也为优化矿用救生舱、避难硐室的设计参数提供了理论依据.     

云煤一矿-23m胶带巷瓦斯异常区瓦斯防治

为了解决云煤一矿-23 m胶带巷掘进期间瓦斯涌出异常、检验指标超限影响正常掘进的问题,结合矿井煤层的地质条件和瓦斯的各种参数,制定出巷道掘进时采取超前钻孔释放瓦斯和煤体注水稀释瓦斯的方法,把瓦斯指标降低到正常允许掘进的范围之内,使该巷道掘进中瓦斯得到了有效的治理,为矿井安全生产奠定了一定的基础。     

基于MATLAB的煤矿通风与瓦斯流动一体化解算

为快速地获得某矿301综放工作面通风巷道内通风风量与瓦斯流量网络解算数据,在对工作面通风系统参数测试基础上,使用CAD软件提取巷道坐标数据,运用MATLAB软件,结合图论理论、流体力学理论,编制解算程序,程序可读取巷道坐标并且自动建立工作面网络拓扑关系,并求解工作面通风和瓦斯网络解算各参数矩阵,利用Cross迭代算法解算工作面通风系统内的通风巷道通风风量和瓦斯流量解算数据。通过与现场实测数据对比,程序解算数据基本正确。模拟结果表明,MATLAB软件能快速便捷地处理工作面通风风量和瓦斯流量网络解算,并具有较高的准确性。