回采工作面上隅角瓦斯拖管抽采技术参数研究

针对传统埋管抽放上隅角瓦斯技术中抽放点在空间位置不连续抽放效果差、管材浪费严重抽放成本高等重大缺陷,提出了上隅角瓦斯拖管抽采技术,可使抽放点匹配工作面推进速度,实现了采空区瓦斯抽放最佳效果的连续性,并且能回收管材降低抽放成本。采空区瓦斯抽放最佳位置的选择即抽放参数的确定是成功实现上隅角瓦斯拖管抽放的关键。利用Brinkman方程、菲克扩散定律和瓦斯扩散平移方程来描述瓦斯的流动扩散行为,建立工作面瓦斯流动多物理场耦合模型,并利用Fluent对模型进行求解,从而确定拖管抽放最佳布置参数,并对其进行实际应用和效果测试。结果表明:数值模拟和现场测试结果基本一致,最终确定了最佳抽放点位置为距离底板2.4 m、沿倾斜方向距离回风巷道1.57 m、沿走向深入采空区17.4 m处;应用期间杜绝了上隅角瓦斯超限,上隅角瓦斯拖管抽采技术具有较好的适用性和可行性。     

埋管抽采参数对采空区自燃特性影响研究

为了提高采空区埋管抽采效果,以开滦集团吕家坨煤矿5877Y工作面为研究模型,通过COMSOL软件模拟不同埋管抽采参数条件下,采空区漏风流场和氧浓度场的变化规律,得到最优瓦斯抽采参数。研究结果表明:随着埋管长度的增加,采空区氧浓度分布情况变化较小,而漏风风流的汇集端不断向采空区深部位移,最佳埋管长度为30m;埋管半径的增加导致采空区"自燃带"逐渐变宽,漏风流速逐渐增大,最佳埋管半径为120mm。埋管抽采参数的确定对采空区瓦斯治理和火灾防治具有重要意义。     

高抽巷抽采瓦斯流动耦合模型及内错距离分析

为解决回风巷和上隅角瓦斯超限的问题,对高抽巷与回风巷的内错距离进行了研究。根据采场气体的流动特征,基于Navier-Stokes、Brinkman、平移-扩散方程和Fick扩散定理建立了采场瓦斯流动耦合模型,采用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics模拟无高抽巷时和高抽巷与回风巷内错距离不同时,采场瓦斯浓度及流场分布特征,并结合具体的工程实例进行了验证。结果表明:不同内错距离的高抽巷对采场瓦斯治理效果有明显的影响;采空区及工作面上部瓦斯浓度大于下部,上隅角附近平均瓦斯浓度与内错距离呈"V"型关系,当内错距离约30 m时,上隅角和采空区上部瓦斯浓度最小,瓦斯治理效果最好。数值模拟结果与现场工程应用结果基本一致,证明了模型的合理性。     

采空区瓦斯抽采量对自燃氧化带影响的模拟分析

为研究5212综放工作面采空区瓦斯抽采量对遗煤自燃的影响,基于计算流体力学相关理论,建立采空区二维数值模拟模型,采用COMSOL Multiphysics 5.0仿真软件,对不同瓦斯抽采量下的采空区氧化带宽度进行数值模拟计算。研究结果表明:氧化带宽度与瓦斯抽采量成线性关系,现有的生产工艺参数易诱发采空区遗煤自燃,可通过适当加快回采速度和增加瓦斯抽采量来实现工作面的安全生产。     

采空区埋管抽放技术治理工作面瓦斯的研究

通过对采空区瓦斯浓度分布的测定,摸索出采空区瓦斯浓度的分布规律,进而进行了采空区埋管抽放的试验,初步确定了采空区抽放瓦斯的最佳方案.     

高瓦斯工作面采空区拖管抽采技术应用研究

为解决荆宝煤矿采空区埋管抽采技术效率低、经济效益差等问题,以3206综放面的采场条件为基础,基于采空区三区划分建立理论模型分析了涌出区抽采的必要性。通过Fluent数值模拟和现场工程试验对上隅角拖管抽采对采空区瓦斯影响及托管布设参数的合理性进行研究。结果表明:随拖管埋入采空区抽采,采空区涌入工作面瓦斯降低;当上隅角拖管距离巷道顶板0.2 m,距离回风巷外帮0.6 m,进入采空区深度为15 m时,采空区瓦斯抽采效果最好,能有效解决上隅角瓦斯超限问题,具有较强的实用性。     

采煤工作面瓦斯流动模型及COMSOL数值解算

引入溶质扩散平移方程和Fick扩散定理来模拟瓦斯的流动扩散行为,应用N-S方程和Brinkman方程构建工作面和采空区气体流动模型,并将两个模型有机地联系在一个统一的流动场中,基于质量守恒和压力平衡,建立出采煤工作面瓦斯流动的物理模型。进风巷道、回风巷道、工作面以及采空区瓦斯涌出和扩散被有效地联系在了一起,应用COMSOL Multiphysics多物理耦合分析工具求解该物理模型。模型计算结果表明：该模型能够模拟工作面和采空区瓦斯浓度分布,并能对瓦斯专排巷的位置布置、工作面通风方式优劣进行对比判断,对于采煤工作面有一定的适用性。     

采动条件下瓦斯抽采钻孔有效范围及瓦斯运移规律

为了确保矿井的安全抽采,分析了采动条件下瓦斯抽采钻孔有效范围及瓦斯运移规律,理论研究了含瓦斯煤体的有效应力控制方程及煤层瓦斯扩散控制方程,基于此,建立了COMSOL Multiphysics数值模型,分析了距离钻孔不同位置处煤层瓦斯压力分布、不同开采条件下单孔瓦斯抽采瓦斯压力分布以及不同钻孔布置瓦斯压力分布。研究为矿井抽采钻孔参数设计提供了借鉴。     

基于高位埋管的采空区瓦斯治理方法优化

针对东欢坨矿3085工作面上隅角瓦斯超限问题,采用数值模拟的方法分析了采空区瓦斯超限区域分布。确定了可克服管道断折、操作安全、高效的高位埋管抽放瓦斯的治理方案,揭示不同埋管深度、高度和抽放负压条件对抽放效果的影响规律,优化了高位埋管参数。研究结果表明：优化后的高位埋管抽放能够有效治理瓦斯超限问题,并确定了最佳埋管曲线角11°,最佳埋管高度2 m,最佳抽放负压20 kPa。高位埋管瓦斯治理技术的优化提高了瓦斯抽放效率,将促进煤矿企业低碳能源回收利用的进程。     

近距离煤层群条件下采空区动态拖管瓦斯抽采技术

通过对资江煤矿3338工作面回风隅角瓦斯超限问题进行分析,推断出邻近层瓦斯通过沟通裂隙涌向开采工作面是导致超限的主要原因,针对性地提出了采空区动态拖管抽采技术。在风巷往采空区内布置1条长12 m的大口径抽放管,保持抽放管管口停留在采空区7~9 m位置,并在抽放外接上引出1条抽放支管专门抽排回风隅角瓦斯,这种抽采方式既截流了采空区高浓度瓦斯,又有效地抽排回风隅角涡流瓦斯。     

基于瓦斯地质理论的矿井瓦斯含量与涌出量预测

运用瓦斯地质理论与方法,通过对瓦斯赋存逐级控制特征与地质构造特点的分析,研究矿区矿井的瓦斯赋存特征和瓦斯地质规律,对其瓦斯涌出量和瓦斯含量做出了预测分析。     

瓦斯事故分析与预防

针对煤矿近年发生的68起瓦斯事故,分析了事故发生的原因和管理中存在的问题,提出了预防瓦斯事故的措施及工作重点和科研方向,从而减少和杜绝瓦斯事故,确保职工生命安全和煤矿安全生产。     

瓦斯抽放效果检测监控

介绍安徽淮北矿区瓦斯抽放效果检测,得出了适合淮北矿区地质条件下解决瓦斯抽放的办法及设计以及瓦斯钻场的一些经验数据。     

不同开采时期井田瓦斯赋存特征研究

根据对下霍井田3#煤层瓦斯含量分布规律和瓦斯赋存的分析研究,绘制了井田内瓦斯含量等值线图,并对矿井不同开采时期的瓦斯涌出量进行了预测,确定了矿井不同开采时期的瓦斯涌出等级,指出矿井开采二、三、四采区时需要进行瓦斯抽放,对矿井安全工作具有指导意义。     

马尾沟矿井9#煤层瓦斯赋存特征研究

众所周知,尽管国家对煤矿安全治理极其重视,并投入了大量的人力物力,但是,作为一个世界性难题,煤矿安全形势依然严峻。开采深度加深,开采条件就越来越复杂,煤层瓦斯更加难以治理,运用瓦斯地质理论,结合马尾沟矿井相关资料,研究分析了马尾沟矿井瓦斯赋存条件,探讨矿井地质构造特征,找出影响矿井瓦斯赋存的主控因素是煤层埋藏深度。建立煤层底板标高和煤层瓦斯含量的数学相关性关系,预测出深部煤层瓦斯赋存规律,从而对矿井安全生产以及煤层深部开采都有重要意义。     

我国注气驱替煤层瓦斯技术应用现状与展望

注气驱替煤层瓦斯技术的应用可以显著提高煤层瓦斯采收率,并具有环保性。基于国内外注气驱替煤层瓦斯发展状况及主要机理,从注气位置(地面和地下)、注气模式(自然涌出、负压抽采、只注不抽、边注边抽和间歇注气等)和注入气体种类(纯CO_2、纯N_2和混合气体等)等三个方面对比分析了我国注气驱替煤层瓦斯技术的应用现状。最后,结合注气驱替煤层瓦斯现阶段的发展现状,从低煤阶煤层气注气技术、多储层联合开采注气技术、深部煤层气注气技术、新型气体注气技术和多措施联合注气技术等五个方面对注气驱替煤层瓦斯技术进行了展望。     

采煤工作面上隅角瓦斯积聚成因与处理对策

从瓦斯运动形式,分析上隅角瓦斯积聚的原因,找出上隅角瓦斯治理的方法,防止瓦斯事故的发生。     

瓦斯预测技术在祁南煤矿32煤层中的应用

通过对祁南煤矿32煤层压力及含量分析,结合32煤层地质及开采情况,对32煤层的瓦斯涌出进行了合理的预计,有效地指导了32煤层的生产。提出的瓦斯预测技术对同类矿井具有借鉴意义。     

瓦斯发电技术在鸡西矿区的开展

鸡西矿区丰富的瓦斯资源和先进的瓦斯抽采技术为瓦斯发电创造了有利条件。通过2 a的瓦斯发电的实践,取得了良好的效益。     

裂缝的微观形态对煤层气体渗透作用影响的模拟

为了研究裂隙微观形态对煤层气运移控制作用,根据粗糙度及其各向异性因子构建3D裂隙空间,然后在单相流条件下模拟了流体的行为,进而推演宏观渗透性能,分析了裂隙表面微观几何形态对其渗透性能的影响。结果表明,具有粗糙表面的裂隙空间的渗透率低于理论模型预测结果,粗糙度分形维数越高,裂隙的渗透率会增大。