大佛寺煤矿40108综采工作面瓦斯涌出规律及影响因素分析

为了合理地确定高抽巷的布置和抽采参数,通过束管监测,研究了40108综采工作面和采空区瓦斯浓度分布规律以及影响工作面瓦斯涌出的关键因素。研究结果表明:工作面沿倾向从进风巷到回风巷瓦斯浓度逐渐增大,采空区距工作面33~38 m范围内,瓦斯浓度逐渐增大到5%,到采空区深部,瓦斯浓度趋于稳定。综采工作面绝对瓦斯涌出量随产量和推进速度的增加而增大,而当工作面推进速度超过一定值时,有所下降;相对瓦斯涌出量随着产量和推进速度的增大而呈负指数规律衰减。     

沿空留巷下综放工作面采空区瓦斯运移及抽采特征研究

以古汉山矿1604综放工作面为研究对象,采取风量测定法及示踪气体法相结合的手段,分析了沿空留巷及"Y"型通风条件下采空区漏风及瓦斯运移规律,并结合抽采浓度及流量变化,分析了高位巷瓦斯抽采特征及影响因素,提出了针对性优化措施.结果表明:沿空留巷段漏风加大了采空区瓦斯涌出量及涌出范围,采空区瓦斯为工作面瓦斯涌出主要来源,漏...     

基于CFD采空区瓦斯埋管抽采技术数值模拟研究

在高瓦斯厚煤层的开采过程中,瓦斯危害已经影响到煤矿正常生产,其中采空区瓦斯危害是目前煤矿灾害防治的重点之一。以山西晋城寺河矿综采工作面的采空区为研究对象,在分析了寺河煤矿瓦斯抽采现状、工作面瓦斯涌出规律、采空区瓦斯涌出在工作面瓦斯涌出的占有比例、以及采空区埋管抽采瓦斯方法和抽采参数后,构建了该矿采空区瓦斯抽采数值模型,通过分析对比瓦斯运移分布规律模拟结果,得出了寺河煤矿采空区瓦斯埋管抽采技术参数,对提高寺河煤矿采空区瓦斯抽采效率有一定的指导意义。     

寺河煤矿2301s工作面瓦斯涌出参数测试与分析

针对寺河煤矿2301s工作面瓦斯涌出特点,通过对工作面各瓦斯涌出源瓦斯涌出参数的测试及涌出特征的分析,得出2301s工作面瓦斯涌出量与暴露时间的关系、采空区瓦斯涌出量极限值、不同开采时期各瓦斯涌出源涌出瓦斯相对份额的变化及工作面瓦斯浓度沿采长方向的分布规律。     

新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯效果分析

针对新安煤矿高位钻孔抽采采空区瓦斯的治理措施,基于采空区瓦斯运移、顶板岩层冒落规律,重点分析采空区瓦斯来源、涌出量以及瓦斯浓度分布特征,利用工作面推进期间煤层顶板上覆岩层卸压变形情况,通过布置钻孔抽采层位,高效、可控高浓度接替抽采采空区瓦斯,从而解决了工作面回风流、上隅角瓦斯超限和工作面瓦斯涌出异常的问题。     

综放工作面瓦斯来源及分布规律研究

基于瓦斯运移基础理论,采用单元法把工作面沿倾向分为若干单元,现场实测了N2105采煤工作面每个单元的瓦斯浓度、风量、断面面积等参数。通过对N2105采煤工作面实测数据分析,确定了采空区、煤壁及落煤瓦斯涌出量在整个单元体所占比例。从工作面每个单元瓦斯浓度实测结果发现,沿走向从煤壁至采空区,瓦斯呈现"马鞍"形分布;而沿采煤工作面倾向上,瓦斯浓度呈增大趋势。     

综放工作面抽放条件下瓦斯涌出及分布特征

针对乌兰煤矿5342综放工作面的实际条件,采用立体网格状的测点布置,对该工作面瓦斯体积分数三维分布进行了测定,绘出了瓦斯分布等值线图,采用求函数极值点的方法,得出了工作面沿倾向瓦斯体积分数最低点分布曲线,提出了基于瓦斯体积分数最低点分布函数的瓦斯涌出分量比例计算方法.研究表明,该工作面瓦斯体积分数沿风流方向总体呈逐渐增加趋势,介于0.095%～0.18%之间,受瓦斯抽放点的影响,局部有起伏变化;工作面横断面瓦斯体积分数分布不均匀,受瓦斯涌出、通风和抽放的影响,靠近煤壁侧瓦斯体积分数要高于采空区侧,在距离进风口约18～76.5 m范围内为凹函数分布,大于76.5 m之后,从煤壁至采空区为单调下降函数分布.经测算,该工作面瓦斯抽放总量为20.08 m3/min,风排瓦斯量为0.26 m3/min,瓦斯涌出煤壁占66.35%,采空区占33.65%.     

下沟矿ZF301工作面瓦斯涌出规律分析

为避免下沟煤矿ZF301工作面瓦斯灾害,对构成该工作面瓦斯的组成进行了监测,主要包括落煤瓦斯涌出量、煤壁瓦斯涌出量和采空区瓦斯涌出量。通过对实测结果分析研究,得出了落煤和煤壁瓦斯涌出强度的计算公式及采空区瓦斯浓度分布,为该矿工作面通风管理和制定抽采方案提供了指导。     

高瓦斯矿井急倾斜综放面瓦斯涌出规律研究

针对四川广旺公司赵家坝煤矿1944综采工作面上隅角瓦斯超限的问题,采用单元法在现场测量工作面瓦斯涌出量和采空区漏风量,研究了高瓦斯矿井急倾斜综放面瓦斯涌出规律以及U型上行通风工作面风流流动原理。结果表明,采面的瓦斯浓度从煤壁至中部再至采空区有先下降后上升的趋势,采空区的回风侧瓦斯浓度要比进风侧高,靠近回风侧的采面上部（上隅角附近）是瓦斯浓度容易超限的区域;采面上、下隅角部分的漏风量最大,在上、下隅角采取堵漏措施可以有效防止采空区瓦斯涌出至工作面。     

炮采工作面瓦斯涌出定量构成研究

为了确定炮采工作面瓦斯涌出量的来源及定量构成,确定合理通风设计和制定瓦斯防治措施,通过现场单元法实测,考察工作面漏风量的分布规律及瓦斯涌出量的定量构成,研究工作面风量与风排瓦斯量、采空区漏风量与采空区瓦斯涌出量的关系.研究认为,炮采工作面风流携带瓦斯量沿倾向呈现逐渐增大的趋势,到回风巷端部位置达到最大,瓦斯涌出量增加幅度较大的区域位于工作面上部.     

深井高瓦斯工作面“一巷多用”瓦斯治理新模式

埋深超过900 m的深井高瓦斯工作面瓦斯治理一直是世界性难题。针对千米深井1112(1)工作面(最大瓦斯涌出量为124.87 m3/min)的实际条件,通过相似材料模拟实验,确定了位于开采煤层顶板上方10倍采高、水平方向内错沿空留巷侧约20 m开始存在宽度为30 m的扇形环状瓦斯富集区,该高度采动影响范围沿倾向外错轨道巷最大不超过30 m。基于此,在上距顶板20 m,外错轨道巷35 m处布置一条多用巷,提出“一面三巷、一巷多用、联合治理、连续开采”瓦斯治理新模式。工程实践表明,多用巷内大直径穿层钻孔单孔抽采瓦斯纯量最大达9.84 m3/min,瓦斯浓度最高为98.5%,工作面瓦斯抽采率最高为92.4%,回风流瓦斯浓度平均0.4%,日产原煤量最高为10 324.6 t,抽采瓦斯总量为2 457.2万m3,实现了深井煤与瓦斯的安全高效共采。     

离柳矿区综采工作面瓦斯涌出规律研究

针对山西离柳矿区煤层瓦斯赋存特点及综采工作面开采条件,实测得出了工作面瓦斯浓度分布特征、工作面煤壁和采落煤块瓦斯涌出规律;通过数值模拟分析了采空区流场和瓦斯浓度分布特征,测定了采空区瓦斯涌出的有效深度;综合分析了工作面地质、开采条件对瓦斯涌出的影响.     

唐口煤矿深部复杂开采工作面瓦斯分源涌出规律研究

研究工作面瓦斯涌出规律对工作面瓦斯治理有重要意义。为了得到唐口煤矿深部3号煤层复杂开采条件下工作面回采时期瓦斯涌出时空演化规律,选取6304工作面作为对象,采用实测方法研究6304工作面瓦斯涌出规律。结果表明:6304工作面瓦斯涌出量为6.534 m³/min,其中煤壁占34.27%,落煤占29.62%,采空区占36.11%;沿工作面倾向由低到高,瓦斯浓度整体为上升趋势,其中1—76号架工作面瓦斯浓度小于0.20%,76—102号架瓦斯浓度上升明显,最大为0.387%;上隅角的后部采空区是工作面的瓦斯主要涌出源,上隅角1号测点瓦斯浓度0.78%,上隅角周边3号、5号、7号、8号、9号测点瓦斯浓度平均为0.643%;周期来压时,上隅角瓦斯相对平时较高。研究为针对性的瓦斯分源监控与灾害防治提供基础。     

高瓦斯低透气性突出煤层瓦斯治理技术实践

针对土城煤矿1338工作面瓦斯难抽采、涌出量大、采空区及上隅角瓦斯浓度高的问题,在3号煤层采用本煤层预抽、高位抽采、采空区埋管抽采、工作面边采边抽等相结合的综合瓦斯抽采方法。通过采用本煤层瓦斯预抽,抽采量较常规的抽采方式提高了0.52~1.35倍,高位钻孔抽采瓦斯后邻近煤层的瓦斯相对涌出量由14.73~20.32 m³/t降为8.46~ 9.83 m³/t,采空区埋管抽采确保采空区的瓦斯浓度降到5%以下,符合《煤矿安全规程》对瓦斯浓度的相关规定,工作面边抽边采保证了工作面回采期间回风巷瓦斯浓度在1%以下。     

工作面采掘空间流场特性数值模拟研究

在U型通风方式下,以CFD数值模拟软件为手段,对工作面采掘空间的流场分布和瓦斯浓度分布规律、空气密度变化规律进行了数值模拟研究。模拟试验结果表明：沿风流自进风巷、工作面至回风巷的过程中,风流场变化呈先简单、后复杂、再简单的趋势,在进风巷和回风巷与工作面采掘空间交叉处,风流场变化最复杂;工作面采掘空间的瓦斯浓度沿风流方向呈逐渐增加趋势,仅在局部位置发生较大变化,且煤壁侧的瓦斯浓度明显高于采空区侧瓦斯浓度;U型通风条件下,工作面靠近进风巷端部靠近煤壁侧和上隅角瓦斯集聚区最可能出现局部瓦斯超限的区域;上隅角瓦斯集聚区形状呈三角形。     

下霍煤矿2303工作面瓦斯综合治理措施及效果分析

针对下霍煤矿高瓦斯现状,为防止在工作面回采过程中出现瓦斯涌出、浓度超限等问题,本文结合其实际通风状况,首先分析了下霍煤矿2303回采工作面的瓦斯来源,然后针对性地提出了本煤层顺层钻孔瓦斯抽采、上邻近层高位钻孔瓦斯抽采、采空区埋管瓦斯抽采等瓦斯综合治理措施,治理效果良好,瓦斯抽采率达到73%。随后,本文进一步对工作面沿走向和倾向的瓦斯浓度分布进行了分析,为瓦斯治理效果分析和治理措施改进提供了有益参考。     

地面L型井抽采采空区瓦斯适应性及其水平段位置优选

地面L型井抽采采空区瓦斯不仅可减少工作面上隅角瓦斯积聚，而且可获取洁净能源，已在我国多个矿区进行了试验性应用，瓦斯治理效果和经济效益显著，但部分地面L型井抽采效果与预期目标仍有一定差距。为改进L型井瓦斯抽采效果，基于采场岩移“三带”理论及工作面瓦斯运移规律，全面分析了L型井抽采采空区瓦斯的影响因素，对其适应性和L型井水平段位置优选进行了研究。研究结果表明，地面L型井抽采采空区瓦斯技术适宜于采空区涌出量占比高、U型通风和仰采工作面、采空区瓦斯资源量多的高瓦斯工作面。L型井的水平段应靠近工作面回风巷侧布置，垂直方向上，其起始点至终孔点应呈一定的下向倾角，起始点和终孔点高度应分别位于裂隙带上部和下部|水平方向上应位于裂隙发育区内且尽量靠近回风侧边界，同时建立了L型井水平段起始点与煤层底板的垂直距离和距回风巷水平投影距离的计算方法。     

近距离煤层瓦斯涌出量影响因素之研究

为提高近距离煤层采煤面瓦斯涌出量受邻近层影响程度的预测准确性,以西山矿区西铭矿48402工作面为例,通过对地应力、瓦斯分布、瓦斯含量、瓦斯抽采等方面的分析研究,根据该面相关实测参数,得出了影响瓦斯涌出量的因素主要是三个方面,即:项底板应力变化引起的煤层瓦斯涌出量的变化、采空区内平均瓦斯含量随着距工作面距离增大而减小、采空区内瓦斯分布的状况对工作面瓦斯涌出量具有直接的影响.确定了今后开采8#煤层时,除对本煤层进行抽采外,还要对上邻近层施工高位孔,对下邻近层9#煤层施工底抽钻场的办法,为今后瓦斯综合治理提供了科学依据.     

顶板巷抽采量对采空区遗煤氧化区域的扰动效应

顶板巷瓦斯抽采作为一种常用的采空区瓦斯抽采技术手段,在有效治理工作面瓦斯超限问题的同时可能诱导采空区遗煤自燃的发生。为了深入分析顶板巷抽采量对采空区遗煤氧化的扰动效应,本文根据义马耿村煤矿13190工作面的工程条件,建立了同尺寸物理模型并求解了采空区漏风流场和氧气浓度场。结合现场实测数据,在验证模拟可靠性的基础上,以工作面向采空区漏风量的大小、采空区氧化区域的宽度、深度和面积为指标,探讨了顶板巷抽采量变化采空区遗煤氧化的扰动效应。研究结果表明:① 随着顶板巷抽采量的增加,工作面向采空区的漏风区域和漏风量逐渐增大;② 随着顶板巷抽采量的增加,采空区遗煤氧化区域的边界向采空区深部移动,氧化区域的宽度和面积逐渐增大;③ 鉴于顶板巷抽采量对采空区漏风量和氧化区域的扰动效应,应合理设置顶板巷抽采量的大小,以达到瓦斯与煤自燃灾害协调防治的目的。     

预防煤矿瓦斯灾害新技术的研究

简要总结了近年来煤矿瓦斯灾害防治技术研究的新进展,其中:本质安全型地质雷达、地震P—S波探测采掘工作面前方煤岩深处的隐伏小构造及地质异常体等技术在山西矿区的试验表明,其判断结论与现场揭露情况基本一致;用钻孔取芯法测定煤层瓦斯含量,其测量精度比钻屑测定法高,结果与掘进巷道的实际瓦斯涌出量趋于一致,此法为今后大面积测定煤层瓦斯含量、瓦斯分布、预报瓦斯灾害易发区等开辟了新途径,目前取样深度已达50 m;淮南矿区用地面钻孔抽放采动卸压区或采空区瓦斯的试验表明,瓦斯抽放量和抽放浓度都较高,当工作面推过钻孔40~100 m时,瓦斯抽放量和抽放浓度最大;顺层枝状长钻孔预抽煤层瓦斯,抽放面积大,抽放率高,能大量减少抽放巷道施工量;红外瓦斯监测传感器具有寿命长、稳定性好、测量范围宽、不引起元件中毒等特点,是新一代气体传感器的发展方向;语音、数据、图像三合一的以太网宽带传输技术,为矿山安全、生产、通讯、管理综合监控提供了共享平台,解决了监控系统兼容性差、各子系统相互分离等难题;配合瓦斯灾害预警技术的研究,使数字化矿山得以真正实现,并为智能化矿山奠定了基础。