富康源矿综放工作面沿空留巷煤柱合理宽度研究

以富康源矿为研究背景,利用数值模拟软件,对沿空留巷留设煤柱合理宽度进行一定的研究,为矿井降本增效提供一定的参考.     

复采工作面回采巷合理布置位置研究

为了解决回采巷道变形严重及破坏大的问题,以杜家沟煤业为工程背景,利用数值模拟软件对不同巷道布设位置下的围岩塑性破坏范围及垂直应力分布进行分析,且为了提升数值模拟精度,利用先前试验数据对模型物理参数进行属性设定。通过模拟研究发现,当对回采巷道沿着巷道底板进行掘进时,此时的巷道塑性变形、巷道围岩垂直应力、围岩水平应力及充填体的破坏等均能满足巷道围岩控制要求,所以将回采巷布置于沿巷道底板的位置为最佳。     

基于流场模拟的综放面自燃危险区域划分及预测

通过对采空区渗流场的数值模拟,得到采空区渗流速度及氧气体积分数的分布.结合实验测得的煤自燃发火期和自燃临界参数,对采空区\     

深部高应力底抽巷围岩破坏特征及控制技术研究

为了解决大埋深、高地应力条件下的底抽巷围岩控制困难而导致瓦斯抽采效率低的问题,以古汉山矿1605底抽巷为工程地质背景,对底抽巷现场持续变形破坏的特征进行深入研究,提出围岩综合性协同控制的对策,并应用于现场试验。研究结果表明,受高地应力和动压双重影响,造成围岩强度降低、蠕动扩容严重,无法满足支护要求,是底抽巷发生破坏的主要原因。采用强化围岩锚固系统承载性能、提高底角岩层稳定性、增加护表及局部注浆加固（或注浆锚索）等综合方法,对底抽巷进行协同控制。经现场试验,变形状况得到改善,瓦斯抽放孔采出率显著提高,可为类似地质条件下的底抽巷治理提供新思路和技术参考。     

采空区高位钻孔瓦斯抽放的数值模拟

依据Darcy定律,在Navier-Stocks方程的基础上,对祁南煤矿综采工作面采空区瓦斯抽放问题作了计算分析,并进行了CFD数值模拟.从理论上模拟采空区瓦斯聚集过程,直观展示了瓦斯抽采时采空区流态、瓦斯分布变化.把抽放钻孔布置在顶板裂隙内,结合上隅角埋管实施瓦斯抽放,该抽放瓦斯技术起到了对开采工作面上隅角瓦斯的截流作用,现场管路测量显示,可抽出高浓度瓦斯达30%～80%(体积分数),工作面回风瓦斯的体积分数基本控制在0.3%以下.     

联络巷对采空区氧化升温带影响的多场耦合模拟研究

在U+L型通风条件下,联络巷的存在对采空区遗煤自燃有重要的影响.为保证矿井安全生产,并为预防遗煤自燃提供依据,根据煤体低温氧化的反应机理,使用UDF将煤氧反应的机理编入FLUENT,对联络巷存在时采空区氧化升温带的分布规律进行多场耦合数值模拟研究.结果表明:联络巷的存在使采空区内风流场、氧浓度场及温度场都发生变化,氧化升温带不仅向回风侧偏移,而且向采空区深部移动且变宽;联络巷与工作面的距离影响氧化升温带的宽度,联络巷距工作面20 m时氧化升温带宽度最大约为25 m;反应进行10 d后,U+L型通风下采空区高温点的升温速率可达1.24 K·d^-1,是U型通风的1.5倍,但联络巷相对工作面的位置对高温点几乎没有影响;与U型通风时相比,U+L通风时回风侧的温度场中联络巷口温度最高,而且比U型通风时相同坐标位置的温度平均每天高出4 K,随着联络巷与工作面距离的不断增加,联络巷口升温速率由0.1 K·d^-1可升至0.9 K·d^-1,这在整体温度场中虽然不属于高温区域,但具有很好的升温潜质.     

沿空留巷工作面采空区综合防灭火技术研究

为确保1506沿空留巷工作面回采安全,针对采面初采以及过断层期间推进速度慢、遗煤量增加等导致采空区遗煤自燃发火危险性增高问题,提出将综合防灭火技术应用到采空区遗煤自燃发火防治中.并根据现场实际情况,对综合防灭火技术参数进行设计.现场应用后,采面在初采、过断层期间采空区内CO浓度(体积分数)均控制在15×10-6以内,其...     

近距离高瓦斯煤层群倾斜高抽技术的应用研究

分析了沙曲矿14201工作面的瓦斯涌出特点,对倾斜高抽巷治理瓦斯的工艺技术参数进行了优化,观测了高抽巷治理瓦斯的效果．研究表明,在沙曲矿三软条件下近距离高瓦斯煤层群实施倾斜高抽技术治理瓦斯效果明显,能够抽放出大量的高浓度瓦斯,为工作面的安全生产提供了技术保障．     

综放面巷道煤层自燃危险区域判定方法

根据大型煤自然发火实验测定的松散煤体放热强度、耗氧速率、粒度影响函数,研究了对流换热系数与巷道供风量的关系.结合现场实测的煤体温度、空气温度、巷道几何尺寸、供风量和松散煤体内氧浓度等参数,应用能量守恒原理,提出了巷道顶煤和松散煤柱自燃的极限参数计算方法,建立了巷道煤层自燃危险区域的判定条件及划分方法,给出了不自燃区域、可能自燃区域、易燃区域和极易自燃区域的量化指标.     

复杂采空区条件下残矿回收与稳定性的有限元模拟研究

结合某矿残矿回收工程实践,利用三维有限元数值分析方法,对初步确定的残矿回采顺序与复杂采空区稳定性进行了分析研究,揭示了不同回采顺序下矿柱及采区的应力分布规律和位移变形趋势,并确定了最优的残矿回采顺序。     

澳斯麦特炉烟道流体有限元仿真探究及烟道优化

通过有限元仿真建立澳斯麦特炉烟道烟气流体的三维仿真模型,研究烟道中烟气的流动,并将仿真模型与澳炉大修期间烟道的实际结焦情况进行对比.对比结果表明,三维仿真的烟气流速和烟气温度与烟道结焦情况吻合,仿真模型符合实际,较为可靠.根据仿真结果和流体力学原理优化左侧烟道、水平段烟道和下灰斗后,再次进行仿真预测,结果显示:烟气负压...     

高温空气燃烧NOx生成规律研究

高温空气燃烧技术通过回收烟气中的余热,实现高效节能.由于采用高温空气助燃,所以NOx的生成规律和常规燃烧不同.本文以5喷口带夹角烧嘴做为研究对象,通过数值模拟的方法对NOx生成进行了系统的研究,得出了助燃空气预热温度、助燃空气的含氧量、过量空气系数、空气射流的角度和钢坯吸热热流等5大因素对NOx生成的影响规律.     

地震动荷载下深埋巷道压力拱高度响应规律的数值模拟研究

为了揭示深埋直墙拱形巷道压力拱高度在单向水平地震动荷载下的响应规律,基于FLAC3D数值模拟和经典弹塑性理论,研究了围岩级别、巷道埋深、地震动荷载强度和地震动荷载作用时间对拱顶竖直方向上的围岩压力拱高度的影响规律.根据数值模拟结论,建立围岩压力拱的多元回归预测模型,并通过对比分析验证了结论的正确性.建立了压力拱高度与围...     

光面掏槽爆破技术的研究及其在巷道掘进中的应用

选择合理的掏槽形式,提高巷道掘进过程中的炮孔利用率,能够降低巷道掘进成本,加快巷道掘进速度。针对传统直眼掏槽爆破在硬脆性花岗岩中夹制性大、炮孔利用率低等问题,提出光面掏槽爆破法。采用LS-DYNA三维非线性动力有限元程序对爆炸荷载作用下的应力波传播及破岩过程进行数值研究,数值模拟清晰地体现了掏槽爆破岩石破碎、槽腔扩展过程,模拟结果表明光面掏槽技术爆破效果良好,能够有效提高炮孔的利用率。将该掏槽爆破法应用于某矿区巷道掘进工程中,取得了良好的爆破效果,对类似硬岩巷道的爆破掘进施工具有借鉴意义。     

高温竖窑煅烧区的燃烧数值模拟

利用Fluent的前处理软件Gambit建立了高温竖窑煅烧区的几何模型,并利用Fluent软件进行了数值模拟。采用标准的k-ε湍流模型、一般的有限速率模型以及P-1辐射模型进行模拟,成功地计算出燃油燃烧的温度场和浓度场分布情况,验证了数值模拟所用模型和数值模拟结果的可靠性,为研究炉内燃烧状况和实际生产运行中工艺参数的调整提供了依据。     

高辐射覆层对热风炉传热过程影响的数值模拟

针对"高辐射覆层技术"在山东石横特钢集团1 080m3高炉两座热风炉上的应用,使用CFD软件对蓄热室内部传热和流动过程进行了数值模拟,分析了有覆层(1号热风炉)和无覆层(3号热风炉)热风炉的热风流动和传热过程,建立了蓄热室内部辐射与对流换热过程数学模型,得到了3号和1号热风炉的燃烧期的烟气温度与格子砖表面温度差的变化规...     

矿井巷道皮带机多点受矿适应性改造研究

为适应巷道内一条直线段多点受矿,将1台整条皮带的皮带机一分为二,改为前后相互衔接的2台皮带机组成的皮带机组,消除了局部设备维修对全线生产流程的影响,提高了皮带机的工作效率。具体分析了改造中遇到的问题,并提供了切实可行的解决方案。