大采高采场瓦斯治理模型分析及通风系统优化研究

为解决大采高采场多巷通风系统采空区通风的安全隐患及U型通风系统的瓦斯超限问题,基于大采高采场通风系统及瓦斯抽采现状建立了其瓦斯治理模型,应用采空区瓦斯运移的抽采-渗流模型及数值模拟分析了不同通风系统下大采高采场的瓦斯运移特征,实测优化了U型通风系统下定向钻孔及穿透钻孔的布置参数,并进行了抽采验证。结果表明:大直径抽采钻孔的导向作用系统改变了大采高采场及采空区流场,并使其采空区下部形成低瓦斯区域; U型通风系统下,顶板中高位裂隙带内153 mm大直径定向钻孔与间距5 m的250 mm大直径穿透钻孔结合,大幅提高了瓦斯抽采流量,避免了瓦斯超限。     

大面积火区调压的仿真模型

以采场渗流与通风系统的管流进行一体化分析为出发点，建立的大面积火区调压仿真模型从数学上完整、准确地描述了大面积火区调压机理及过程。系统软件能对漏风源汇分布、调压值、调压次序、敏感点的调压潜力、火区下生产工作面是否需要升压等内容进行仿真。     

厚大矿体深井开采采场通风技术研究

基于三维通风仿真软件Ventsim,根据采场通风工程布置,建立大台沟铁矿采场三维通风仿真模型。针对3种不同采场通风方案,进行全面的通风效果数值模拟,并获得最优方案。该方案采场通风效果显著,合理地解决了厚大矿体开采时,采场通风面临的困难。     

尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术

针对高瓦斯低透近距离煤层群开采条件下“U+L”型通风系统上隅角和尾巷瓦斯浓度严重超限的治理难题,基于试验区综采工作面瓦斯涌出特征和“U+L”型通风系统瓦斯尾巷的优点及其局限性,提出尾巷超大直径管路(1 200 mm)横接采空区密闭抽采技术,并阐述了其控制采空区瓦斯渗流场的抽采原理。依据采空区瓦斯大气混合气体渗流的控制方程,建立了采空区三维渗流的CFD模型,分析得出上隅角瓦斯浓度、采空区渗流场与抽采位置距工作面距离的关系,确定了密闭抽采技术的关键参数。现场实践表明,尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术治理瓦斯效果显著,上隅角瓦斯浓度稳定在0.9%以下,尾巷瓦斯浓度从6.0%降低到1.7%以下,实现了复杂瓦斯地质条件下的安全高效开采。     

采动渗流场分析方法

煤炭高强度开采中含水层保护是绿色安全开采的难点，采动局域渗流响应规律则是含水层保护方法与技术的认知基础。研究采用多场源耦合分析思路和有限的矿区水文观测数据，通过剖析开采行为与渗流场响应耦合关系，构建采动局域地下水系统和分析采动渗流场时-空演化规律及采动-渗流耦合累积效应，结合典型案例分析，形成适于矿区地下水保护的采动渗流场分析方法。结果表明：(1)分析提出基于“开采激励-覆岩应变-渗流场响应”耦合和开采动能量与渗流场势能量传递关系的采-渗耦合机制，构建了描述采动局域渗流场状态的采动渗流系统(MSS)和采动渗流场的导通区、扰动区和辐射区划分架构；(2)构建集导通区“柱状渗流模型”和扰动-辐射区“井-渗”态模型为一体的采动渗流场分析简化模型，提出采-渗耦合系数、采动渗流量、视导水系数、源-位距等采动渗流场描述参数，含水层损伤、安全开采风险等含水层保护分析参数；(3)揭示采-渗耦合系数是影响局域采动渗流响应特征的关键因子，发现硬岩类较软岩类覆岩耦合强度和影响范围大，低导水性较高导水性含水层的采动渗流场响应区域窄、频度高和累积影响距离近，采动渗流量和介质导水性等响应显现周期性、振幅波动性和涌流...     

中小型复杂矿山通风系统改造

介绍了中小型复杂矿山琅琊山铜矿通风系统改造过程,通过改造该矿通风系统取得较好效果,采场风量合格率由48.48%提高到74.1%,有效地改善了井下通风状况.     

王庄煤矿西风井主要通风机更换期间通风系统故障预测分析

为了进行矿井主要通风机更换期间通风系统故障分析,对矿井通风动力系统失效后通风系统是否稳定运行进行仿真预测研究。利用通风管理信息系统软件(MVIS)对王庄煤矿西风井主要通风机停运后通风系统状态进行了仿真预测;结合通风网络和瓦斯渗流理论,对通风系统动力失效后风量及瓦斯涌出进行预测分析;针对通风系统动力失效后的微风巷道提出了相应的处理措施,保障通风系统可靠运行。     

采动覆岩卸压采空区瓦斯抽采技术及工程应用

结合采空区顶板覆岩移动破坏规律,通过数值模拟研究了采空区瓦斯渗流场随通风方式和抽采参数的变化规律,在此基础上提出了"良性通风,高位钻孔,低位埋管"的瓦斯抽采技术,通过实现Y形通风、优化布置顶板覆岩钻孔参数和采空区埋管相结合的瓦斯抽采技术,大幅度降低了隅角及采空区瓦斯浓度,保障了工作面的安全生产。     

Fluent在不同采矿方法下的采场通风模拟研究

通过构建不同采矿方法下的采场模型,应用Fluent软件模拟分析其通风,得出不同采矿方法下采场风速分布图等,了解采场局部通风的情况及采场通风的风流特性及效果,为进一步改善作业通风环境、保证作业人员安全、实现按需通风提供一种定量性的分析手段。     

基于FLUENT的进路式采场通风优化控制

针对进路式采场通风困难、局扇能耗高、最优排尘风速难以确定等问题,基于气体运动和求解理论建立了进路式采场通风仿真模型,通过FLUENT软件进行了数值模拟。研究了采场进路安装局扇与不安装局扇时,不同的出矿巷道风速对采场进路风流的影响,结果表明:采场进路未安装局扇时,随着出矿巷道风速减小,采场进路通风状况急剧恶化;安装局扇后,采场进路的通风状况受出矿巷道风速影响较小。在满足通风安全生产要求的条件下,通过优化局扇风速,可降低通风成本。研究结果可为优化进路式采场通风参数、降低局扇能耗提供理论指导。     

我国金属矿山通风系统建设的新发展

根据1978-2008年我国92个大中型金属矿山通风系统建设基本状况的分析研究,论述了各种通风系统类型的创新:即多级机站通风方式、子域分区--单元子系统通风方式;建立各种类型的中段通风网路;矿井入风流预热与预冷技术;矿井通风资源的合理利用;矿用空气幕调控技术;采场无密闭辅扇调节采场供风;矿用节能风机;通风系统综合测评规范化等.取得了显著的技术效果和节能效益,为矿山节能做出了重要贡献.初步形成了我国比较完整的金属矿山矿井通风的理论体系和独具特色的矿井通风技术,构成通风系统建设创新发展的科学基础.     

混合式阶段通风网络与回风系统在脉状矿床中的应用研究

针对平行密集脉状矿床开采支脉无法回风、无专用回风井回风困难等现实问题,提出了一种混合式阶段通风网络和一种利用采场回风天井并联的回风系统.数值模拟分析结果表明,采用混合式阶段通风网络支脉通风风量与主脉基本相同,通风效果最优,可充分利用已有开拓切割工程,减少不必要的通风井巷,提高通风效率并降低通风成本.通过对利用采场回风天井并联回风作为总回风巷的回风系统进行安全可靠性分析,计算回风断面面积和通风阻力,结果表明,并联回风系统由于风流分散、回风断面大、通风阻力小,可以很好地解决老矿山通风系统无专用回风井回风困难的问题,而且具有安全可靠、通风工程少、成本低、不影响正常生产等优点.     

露天采场高陡岩质边坡流固耦合稳定性研究

运用有限单元法,建立了平川铁矿露天采场高陡岩质边坡仿真模型。在分析了露天采场地下水渗流机理的基础上,建立了渗流场和应力场的两者耦合模型,对露天采场高陡岩质边坡进行了有限元二维渗流场-应力场耦合稳定性计算。采用强度折减法,对整个露天采场区域典型边坡剖面进行了稳定性分析,并给出了安全稳定系数。对有限单元法计算结果与极限平衡法计算结果进行了比较,两者计算出的边坡稳定性系数较为吻合,边坡破坏的剪出口是一致的,破坏曲线也较吻合。     

武山铜矿通风系统优化研究

通过现场调查和测定,并对测定数据进行统计与分析,发现武山铜矿通风系统存在南北矿带风流干扰严重、通风构筑物不够完善、风速合格率偏低等问题。为此,提出了2个优化方案,并采用Ventsim三维仿真系统建立了三维仿真模型,解算出总需风量,经过技术、经济比较和数值模拟分析,最终确定完善通风构筑物、选用辅扇调节、增加中段回风天井、采场中央预设顺路回风通道的优化方案。工程实践证明,通风效果良好,有效解决了通风系统存在的问题。     

罗山金矿四矿区井下通风系统优化设计

罗山金矿四矿区原通风系统存在系统回风工程欠缺、污风无法及时回到回风井、深部-600 m水平以下采区通风困难、新鲜风流短路等问题。介绍了井下通风系统技术改造的具体过程,通过通风系统区域分区,梳理采场通风线路,新增进、回风工程,合理设置通风构筑物,对系统进风及中段风量进行调控。通过Ventsim动态仿真模拟表明,通风系统总风量为163.2 m3/s,通风阻力为2 502.2 Pa,通风系统的可靠性和有效率大幅提高,对改善矿山井下作业环境具有非常重要的意义。     

有限元法在采区顶板渗流场模拟中的应用

根据兴隆庄矿水文地质条件,建立了采区渗流场系统的数学模型并应用有限元法进行求解.在现场获得的水力参数的基础上,对顶板砂岩天然流场进行模式识别,得到了采前渗流场的等水位图和渗流矢量图,为采区提供了渗流资料.     

枣矿集团地测资源远程管理系统的研究与应用

根据兴隆庄矿水文地质条件,建立了采区渗流场系统的数学模型并应用有限元法进行求解.在现场获得的水力参数的基础上,对顶板砂岩天然流场进行模式识别,得到了采前渗流场的等水位图和渗流矢量图,为采区提供了渗流资料.     

采场可控循环风技术的应用与实践

介绍了采场可控循环风技术在采区的实际应用情况,并通过实际测定对采区可控循环风流的通风效果、系统稳定性及经济效益进行了研究。     

黄山岭铅锌矿通风系统改造优化设计

根据生产需要,黄山岭铅锌矿需要对其通风系统进行改造.根据矿山生产能力以及采场、掘进工作面和硐室等通风点数,确定总需风量;根据现有井巷工程,提出3套通风系统改造方案;通过分析比较,选择出了最优方案.     

铀矿通风与降Rn

本文对氡源、氡析出率、采场降氡、矿井通风方式、通风系统、风量计算等铀矿通风降氡中几个基本问题,进行了综合分析研究。本文指出:有效地控制矿井中氡的析出并对氡和氡子体进行稀释与排出,是铀矿通风的两个基本方面;控制入风污染,降低气载氡的渗流析出,提高风流稀释排出能力,是搞好通风降氡的三个关键性因素。为抓好这三个关键性因素提出了应采取的措施。