浅埋薄基岩厚煤层采空区自燃“三带”的划分

通过在采空区取样观测,获得了采空区内进、回风侧不同测点的氧浓度分布、漏风强度等参数,依据"三带"划分方法对浅埋薄基岩厚煤层采空区自燃"三带"进行了划分,确定了极限推进速度。结果表明:采空区内随着距工作面距离的加大,氧浓度呈递减趋势,在距离工作面相同距离的位置,进风侧的氧浓度一般大于回风侧的氧浓度。漏风强度随着距工作面距离的增加而呈递减趋势,在工作面附近漏风强度很大,最大值达319.75×10-3cm3/(cm2.s),在距工作面相同距离的位置,进风侧漏风强度要大于回风侧漏风强度。采空区氧化升温带主要分布在进风侧距离工作面10～132 m以及回风侧距离工作面6～58 m的范围。     

锚支巷道沿空延迟冒落采空区风流规律研究

锚杆锚索支护的回采巷道采后不及时冒落，形成特殊的沿空漏风边界的采空区流场．运用有限元数值模拟方法，结合铰法小青矿S2—705工作面现场实际，从理论上描绘了采空区漏风流动规律的改变特征。给出风流强度分布图解．研究认为，不冒落形成的沿空漏风边界是工作面向采空区的漏入、漏回的主流边界。漏风强度最高；贴近工作面边界的冒落非压实带存在平行渗流．这种流势导致了在下游回风侧的沿空巷道内形成瓦斯集聚，并提出了预先拆锚杆卸顶或局部通风机抽排放两种解决途径．图5，参5．     

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。     

Y型通风采空区风流和瓦斯分布数值模拟研究

目前,很多煤矿开始运用两进一回Y型通风方式(机巷和风巷进风,沿空留巷回风),来解决上隅角和回风巷瓦斯浓度超限的问题。为了掌握Y型通风采空区风流与瓦斯运移的分布规律,根据现场实际首先运用Gambit建立了两进一回Y型通风采空区物理模型,并进行网格划分,然后运用Fluent软件对两进一回Y型通风方式采空区漏风流场、漏风量(沿采空区边界风速分布)、自燃三带和瓦斯浓度分布进行数值模拟研究。通过模拟结果得出了,两进一回Y型回采工作面采空区漏风流场、漏风量(沿采空区边界风速分布)、自燃三带和瓦斯浓度分布的一般规律,为治理上隅角、回风巷瓦斯超限及采空区遗煤自燃和瓦斯爆炸提供了理论依据。     

沙曲矿采空区瓦斯运移特征浅析

结合沙曲矿实际情况,分析了采空区瓦斯涌出来源,初步分析了采空区漏风规律,瓦斯的浓度从进风侧到靠近回风侧的浓度渐增,使采空区瓦斯聚集在回风巷侧,导致工作面回风隅角瓦斯超限,为指导工作面瓦斯防治工作提供指导。     

抽放条件下采空区自燃危险区域分布

为了探究在采空区埋管抽放状态下采空区危险区域的分布,利用Fluent软件建立模型,并与现场实测数据进行对比,得出埋管抽采对采空区氧浓度、瓦斯浓度的分布规律的影响。结果表明:4208工作面埋管在深入采空区内10 m,随着工作面的推进,埋管也随之进入采空区内部,随着风流的流动且在抽放负压的作用下,漏风强度较大的地方主要表现在上隅角处;氧气浓度分布情况呈现的是在进风侧分布较广,回风侧窄;在回风侧深部瓦斯浓度较高。     

Y型通风方式治理高产综采面瓦斯研究

后退式采煤两进一回Y型通风系统，两条巷道进风，使通过工作面的风量相对减少，有助于防止工作面煤尘飞扬，改善工作面气候条件，减少采空区漏风和瓦斯涌出，从而具有防止工作面瓦斯积聚的作用。两进一回Y型通风系统主进风通过工作面，稀释本煤层瓦斯，并利用在采空区维护的回风巷，有控制地向采空区回风道漏风，使采空区瓦斯直接进入回风道，而副进风巷进风的作用在于驱散上隅角瓦斯积聚，并具有稀释回风巷瓦斯浓度的作用。其中一条巷道可专用作排瓦斯巷，     

偏W形通风不同风速下采空区瓦斯涌出规律研究

分析研究了工作面偏W形通风形式及其治理瓦斯的特点和作用,采用Fluent计算模拟了不同风速下采空区瓦斯的涌出规律和工作面瓦斯浓度分布。研究表明:通过合理地控制进回风巷的位置及风速可以控制采空区瓦斯涌出范围及集中涌出地点。最终确定了带式输送机顺槽与轨道顺槽进风上边巷回风的通风形式,轨道顺槽风速v=0.5 m/s可以将采空区瓦斯涌出限制在回风巷附近,且使采空区内部瓦斯集中于回风巷区域,有利于采取抽放治理措施,防止工作面瓦斯超限。     

袁店二矿7_222综采工作面断层对采空区漏风流场影响试验研究

为研究袁店二矿7_222综采工作面内断层对采空区漏风流场的影响,采用采空区预埋束管和双示踪技术相结合的方法,对该下行通风工作面采空区内气体流场进行了试验研究。结果表明:从老风巷密闭墙漏入采空区进风侧"三角煤柱"的漏风强度要比从工作面进风隅角的漏风强度更大;老风巷外密闭墙内漏风风流是由"三角煤柱"流向采空区机、风巷;工作面试验断层在采空区内起到了类似"封堵墙"的作用,导致在7_222工作面采空区进风侧局部区域内构成回风系统,使得从工作面进风隅角漏入采空区的风流又很快从工作面进风侧区域流回至工作面,而在试验断层后方的漏风流,大部分从漏风通道直接流向采空区回风侧,并从回风隅角流出。     

工作面漏风对采空区瓦斯流动规律影响的数值模拟

为了描述工作面漏风对采空区瓦斯流动规律的影响,建立了采空区瓦斯流动的渗流-扩散模型,利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件对采空区瓦斯流动规律进行了模拟求解。模拟结果显示,在漏风的影响下,采空区中瓦斯浓度从漏风口处开始降低;随着时间的发展,进风侧的瓦斯逐渐开始向回风侧运移,从进风侧开始逐步形成"扇形"浓度降低区;瓦斯从回风侧流入到回风巷中,使工作面上隅角附近瓦斯浓度异常升高;漏风对采空区瓦斯移动的影响范围有限,靠近回风侧边缘的采空区瓦斯浓度很高为瓦斯浓度富集区。     

浅埋藏煤层长综放面采空区自燃“三带”分布研究

利用采空区流场数学物理模型,基于COMSOL数值软件模拟了采空区氧浓度与漏风速度分布,采用氧气浓度划分法和漏风风速划分法相结合的方法划分自燃"三带",并通过现场监测"两道"氧浓度验证其可靠性。结果表明:长综放工作面采空区在"两道"漏风严重,氧化升温带在进、回风巷分布范围较广。     

浅埋深近距离煤层综采工作面自燃“三带”研究

通过对采空区现场监测、取样分析，得出进、回风侧氧浓度分布、温度等参数，依据自燃“三带”划分方法对浅埋深近距离煤层工作面采空区自燃“三带”进行了划分，确定了安全推进速度。同时基于COMSOL软件对采空区氧浓度与漏风分布进行了“三带”数值模拟，验证其可靠性。结果显示：由于“两道”漏风的存在，浅埋深工作面采空区进、回风侧自燃氧化升温带较宽。同时，通过对采空区自燃“三带”分布规律进行研究，分析了采空区氧浓度分布规律，掌握了浅埋深近距离煤层工作面采空区“三带”分布特征，对矿井防灭火工作具有重要的指导意义。     

采空区抽采负压对自燃规律数值模拟研究

为了提高瓦斯的抽采效率,以林南仓5877Y工作面为研究对象,建立了采空区埋管瓦斯抽放数值模型,在保证其它参数不变的前提下,采用COMSOL模拟软件研究不同抽采负压对采空区温度场、氧浓度场和流场的影响规律。研究结果表明：随着抽采负压的增大,采空区的高温区域逐渐向回风巷一侧扩散|漏风风流由抽采前聚集在回风巷附近转移到埋管口一端|进风侧的自燃带宽度随着负压的增大逐渐增大,而回风侧呈先增大后减小的趋势。最后将模拟结果与现场数据进行对比分析,验证了模拟的准确性。     

差速式抽采瓦斯稀释混合器运行特性

针对煤矿抽采瓦斯混兑稀释通入热逆流氧化装置氧化处理的需要,采用漩涡强制混合的思路,设计了差速式抽采瓦斯稀释混合器。采用数值模拟方法研究了混合器后管道内CH4的浓度分布,并针对煤矿现场运行参数波动的实际情况,研究了内外管道速度比、入口CH4浓度等运行参数以及抽采瓦斯与空气流量调节系统对混合效果的影响。研究结果表明,混合器后CH4浓度从管路中心到壁面逐渐降低,CH4分布的均匀性逐渐提高;内外管道速度比越小,混合气体浓度分布就越均匀;抽采瓦斯浓度变大导致不均匀性系数增大,而采用抽采瓦斯及空气流量自动调节系统时抽采瓦斯浓度越高则不均匀性系数越小,采用抽采瓦斯及空气流量自动调节系统可确保差速式抽采瓦斯稀释混合器有效促进CH4均匀分布。     

综放沿空巷周围煤体自燃升温过程的数值模拟

用有限元数值模拟方法，对综放沿采空区侧巷道周围煤体内的漏风流态、氧气消耗及温度升高进行了研究，联立求解了流场中的漏风渗流方程、氧浓度渗流-扩散-消耗方程和传热方程．重点描述了沿空煤柱内的自燃特征和升温过程，得到自然发火期与煤耗氧速度呈反比例关系，而对漏风强度影响不大；漏风强度增大只能使煤体内高温区范围扩大，相对提高自然发火几率。     

短臂大采高综放工作面注氮防灭火工艺

为了确定乌东煤矿工作面合理的注氮流量、注氮管路间距和采空区起始注氮深度等重要注氮工艺参数,通过在工作面回风侧布置束管监测系统,连续监测回风侧采空区O2浓度变化规律,研究工作面在不同注氮流量、注氮管路间距条件下的采空区自燃"三带"分布规律。研究结果表明:乌东煤矿短臂大采高综放工作面合理注氮流量为259~622 m^3/h,采空区全断面注氮管路间距为20~40 m,开始注氮位置在架后15 m。     

大倾角综放面采空区自燃“三带”分布规律研究

为研究大倾角综放工作面采空区自燃"三带"分布规律,首先建立了采空区流场的数学物理模型,然后利用Fluent对采空区自燃"三带"分布进行了模拟,并分析了不同风量对采空区自燃"三带"范围的影响。结果表明:采空区自燃"三带"具有三维空间分布特性;进、回风侧氧气浓度下降趋势不同,且进风侧自燃危险区域靠近采空区中后部,回风侧自燃危险区域紧靠工作面上隅角;单一改变风量大小对氧化带宽度的变化影响较小。