基于FLUENT的“U形通风+高抽巷”瓦斯运移规律数值模拟

以质量守恒方程、连续性方程、动量守恒方程等为理论基础建立了数学模型,通过流场模拟软件FLUENT模拟了在U形通风系统和"U形通风+高抽巷"2种形式下S2107工作面的采动裂隙场瓦斯浓度分布,对比分析了这2种形式下瓦斯浓度分布和上隅角瓦斯浓度,并通过现场实测验证高抽巷抽采效果,为治理上隅角瓦斯和采空区的瓦斯抽采提供更科学的理论依据。     

顶板瓦斯高抽巷优化布置数值模拟

根据采空区上覆岩层移动规律及瓦斯运移规律,结合潞安集团五阳矿7801综放面现场实际,采用FLAC3D数值模拟的手段,对高抽巷顶底板相对移近量、两帮相对移近量,最大主应力进行了分析,明确了采动影响下高抽巷的变形破坏规律,优化了高抽巷的空间布置。     

基于FLUENT的采空区瓦斯运移规律数值模拟研究

为了研究采空区瓦斯运移规律,以汪家寨煤矿P41104综放工作面采空区为原型,运用FLUENT软件进行建模,针对不同风速、遗煤升温及上隅角瓦斯浓度超限3类情况进行模拟研究,结果表明：通风条件下对采空区浅部瓦斯浓度场有较大影响,但随着走向和倾向距离增大,通风对采空区瓦斯浓度场的影响非常小;采空区出现遗煤氧化升温现象后,高温热源周围的瓦斯浓度随着温度的升高而升高,但升高幅度较小,并且高温热源对整个采空区温度场的影响较小;高位钻孔抽采瓦斯可以有效解决上隅角瓦斯浓度超限的问题。     

基于数值模拟的高位瓦斯抽采巷层位布置研究

针对某矿瓦斯含量较大,严重影响矿井生产的问题,运用理论分析并结合FLAC3D数值模拟等方法,对17#煤层高位瓦斯抽采巷层位布置进行研究。通过对煤层的开挖,分析上覆岩层不同高度位置的应力释放情况,得出在离顶板20m处的应力得到完全释放,在离顶板35 m处和50 m处的应力为原岩应力的一半。结合经验公式计算得出25m的裂隙带高度,最后推断出距离煤层顶板25~50 m范围为裂隙带,该范围内的岩层适合布置高位瓦斯抽采巷,为矿井布置抽采巷利用"卸压增流效应"治理瓦斯提供了基础。     

浅谈“U+高抽巷”通风系统下采空区瓦斯分布规律

本文以王庄煤矿9105综采工作面为例,结合工作面实际情况,基于FLUENT软件,通过理论分析和数值模拟的方法,对9105综采工作面"U+高抽巷"瓦斯抽排条件下采空区的瓦斯分布规律进行分析,为进一步提升王庄煤矿瓦斯治理效果提供参考。     

地面井预抽瓦斯运移规律数值模拟研究

基于气固耦合理论,建立了地面井预抽瓦斯的气固耦合力学模型和数值计算模型,并分析了地应力、储层压力等因素对地面井预抽瓦斯效果的影响。计算结果表明:地应力与煤层产气率之间呈现非线性负相关关系。抽采前期瓦斯的产出速率随地应力的增大而显著变小,随着抽采的进行,地应力对产出速率控制性逐渐减弱;储层压力与瓦斯产气率呈正相关关系。煤层瓦斯压力越大,初始瓦斯抽采效率越高,抽采产量越大,随着抽采时间的增加,煤层瓦斯压力下降,瓦斯抽采效率迅速降低;瓦斯产出速率由煤体渗透率和储层瓦斯压力梯度两者共同决定,抽采初期前者对瓦斯产出速率的控制性占主导地位,随着抽采的进行前者对其控制性要逐渐小于后者。     

U+I型通风下采空区瓦斯运移规律的数值模拟

以采空区瓦斯渗流理论和瓦斯流动方程为基础,建立了采空区瓦斯运移规律的数学模型。基于数值模拟软件FLUENT,对采空区瓦斯运移与分布规律进行了数值模拟,获得了采空区在U型和U+I型通风方式下瓦斯运移与分布的特性规律。结果表明:采用U+I通风方式可以降低采空区向上隅角的集中漏风,有效地解决了U型通风方式上隅角瓦斯积聚问题。     

高抽巷位置对瓦斯抽采效果的数值模拟研究

针对石港矿15#煤层瓦斯涌出特征,采用高抽巷抽采邻近层的高浓度瓦斯,但是随着工作面不断地向前推进,采动裂隙带的不断变化和破坏,使得顶板高抽巷发生变形破坏,从而直接影响了邻近层瓦斯的抽采效果,通过实测数据和数值模拟的研究分析,高抽巷合理的位置是制约邻近层瓦斯抽采的重要因素。     

底抽巷合理布置数值模拟研究

在一定的地质条件下,巷道空间位置不同,围岩体产生的应力状态、变形特征及位移规律等内容也不相同。应用FLAC3D数值模拟软件进行研究,通过分析底板抽放巷的不同位置所体现的应力及位移状况,讨论底板巷位置的合理性,用以指导工程实践。     

基于FLUENT的瓦斯抽采半径规律研究

针对某矿15号煤层在正式开采前需要确定瓦斯抽采半径所遇到的问题,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,全面地展现了矿井瓦斯抽采的成效,并应用FLUENT软件进行数值模拟,准确模拟出某矿15号煤层的瓦斯抽采半径,对经过现场实地测量测出的抽采半径和模拟出的结果进行对照和分析,验证了15号煤层瓦斯抽采半径为2.0 m的合理性。     

“U+高抽巷+隅角抽采”瓦斯治理模式在司马煤业的应用

随着矿井开采水平的延伸,瓦斯含量逐步升高,治理难度显著增大,为了有效解决回采工作面生产期间的瓦斯问题,司马煤业在1207回采面进行"U+高抽巷+隅角抽采"瓦斯治理模式的实验,取得了较好效果。     

瓦斯矿井顶板高抽巷布置与支护技术研究

针对瓦斯矿井顶板高抽巷合理层位布置问题,以工作面地质条件为基础,通过理论分析与数值模拟相结合的研究方法,分析高抽巷布置在不同顶板层位时的支护效果,从而确定合理的高抽巷布置位置及支护技术。工业性试验监测记录的矿压观测数据表明,支护技术可合理控制顶板离层,避免锚固区内岩体破坏变形。     

瓦斯抽放条件下采空区气体运移规律的数值模拟研究

为了掌握采空区气体的运移情况,指导采空区瓦斯的抽采工作,针对山西晋煤集团凤凰山煤矿综采工作面上隅角瓦斯超限的实际情况,在煤层顶板覆岩内布置高位钻孔直接对上邻近层卸压瓦斯进行抽采和拦截。通过建立采空区瓦斯流动模型,并对模型中各边界条件和参数进行设置,运用FLUENT软件对综采工作面顶板抽放条件下采空区气体分布及运移规律进行数值模拟,得出采空区氧气、瓦斯气体运移规律,为防治采空区遗煤自燃和瓦斯防治提供科学依据。     

潞安矿区单一厚煤层“U+高抽巷”瓦斯治理竖直层位探讨

随着潞安矿区井回采工作面"U+高抽巷"瓦斯治理模式持续推广应用,高抽巷层位合理布置尤为重要。为此,在常村2103工作面、余吾S2107工作面及司马1207工作面先行先试,根据相关工作面试验情况,分析相关抽采数据及工作面瓦斯治理效果,从竖直层位的影响进行效果考察,比较得出潞安矿区高瓦斯矿井"U+高抽巷"瓦斯治理模式最优竖直层位,为其他高瓦斯矿井高抽巷布置提供借鉴。     

留巷段漏风对采空区瓦斯运移规律影响的数值模拟研究

为了描述留巷段漏风对采空区瓦斯运移规律的影响,运用UDEC离散元模拟分析了采空区碎胀系数分布特征,并以CFD理论建立数值模型,采用Fluent数值模拟软件对留巷段存在漏风情况下的采空区瓦斯运移规律进行了模拟分析,并对比分析了漏风对氧化自燃带分布范围的影响。研究表明:留巷段漏风的存在加大了工作面漏风强度,加快了采空区瓦斯向深部及倾斜方向运移速度,扩大了采空区氧化自燃带宽度,增加了采空区遗煤自燃可能性。     

底抽巷合理层位布置的数值模拟

为确定合理的底板岩巷布置层位,结合煤层地质的实际,利用数值模拟软件对底抽巷与煤层相距20,10,5 m 3种情况下的围岩运移规律进行了模拟分析。结果表明,当底抽巷与煤层间距缩小至脱离细砂岩时,围岩出现位移偏离对称发育的现象;为保证施工安全,底抽巷顶板至少留有0.5 m厚细砂岩,保证与煤层间距大于7.7 m。同时,为了解底抽巷层位变化的影响,从钻孔施工费用、周期、单孔有效利用率、钻孔抽放浓度等方面进行了详细分析。经计算,当底抽巷与煤层间距由20 m降至8 m时,施工费用减少143万元,工期缩短209 d,单孔有效利用率增加18个百分点,经济性和实用性十分可观。     

煤层群邻近层瓦斯抽采走向高抽巷布置研究

基于采动覆岩卸压瓦斯运移新"三带"理论,就高瓦斯煤层群开采条件下邻近层卸压瓦斯抽采走向高抽巷层位布置选择进行了研究。提出了走向高抽巷层位布置原则,并将布置原则应用于工程实践中,为类似工程应用提供参考。     

高抽巷布置方式对采空区瓦斯抽采效果影响研究

针对镇城底矿1301采煤工作面回采过程中瓦斯涌出量较大、回风隅角瓦斯浓度时有超标的问题,对瓦斯高抽巷布置方式进行了详细分析,确定了倾向高抽巷的布置方式。通过对瓦斯高抽巷与工作面不同距离情况下瓦斯抽采效果以及回风隅角瓦斯浓度的对比分析,发现倾向高抽巷与工作面的距离为144m时,瓦斯抽采效果最好,可有效解决工作面瓦斯浓度超标问题。     

煤层群条件下高抽巷合理层位布置的数值模拟研究

高抽巷抽采邻近层卸压瓦斯技术是煤层群瓦斯治理的重要手段,具有抽采时间长、辐射半径大、抽采效果好等优点.为了确定高抽巷的合理布置层位,利用FLAC3D数值模拟软件建立模型,研究了煤层群条件下煤层回采后上覆岩层的应力、位移及损伤破坏特征.研究结果表明,从应力分布特征考虑,高抽巷应布置在上覆岩层应力梯形台的"腰线"位置;从位...     

基于CFD对采空区瓦斯运移规律的数值模拟

采空区风流运动规律直接影响采空区乃至整个采场的瓦斯分布与涌动。以徐庄煤矿7335工作面为例,运用GAMBIT建立采空区多孔介质模型,流体力学软件FLUENT模拟采空区内流场,揭示了采空区漏风风速、压力的分布以及瓦斯在采空区内的运移规律,对保证煤矿的安全生产,提高矿井的经济效益有重要指导意义。