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。     

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。     

回采工作面采空区瓦斯运移规律研究

针对工作面采空区瓦斯的涌出易造成工作面回风隅角瓦斯超限,通过采取在工作面瓦斯抽放期间对其进行跟踪测试、采空区瓦斯涌出几何模型计算结果、运用fluent软件模拟的采空区瓦斯浓度分布等手段研究采空区瓦斯运移规律,得出:采空区瓦斯在工作面切眼0~20m范围内浓度变化较小,在20~60m范围内瓦斯浓度变化幅度较大,在60~100m范围内瓦斯浓度变化较小等结果,对治理上隅角瓦斯超限情况,保障回采工作面生产的正常进行具有重要的现实意义。     

综放工作面采空区瓦斯涌出规律的数值模拟研究

采用迎风有限元数值模拟结合图形显示技术求解综放工作面采空区二维流场瓦斯涌出扩散方程,在放煤仿真边界条件下通过画面直观描绘放顶煤过程中瓦斯涌出及其分布动态变化过程。讨论了通过模拟试验确定防止综放工作面瓦斯超限的技术措施,结合具体算例,提出在工作面设置移动调节风障和采用“双九一六”作业形式降低漏回风侧（上行）的放煤强度来控制放煤瓦斯团涌入工作面的新方法。     

回采工作面采空区瓦斯运移规律及处理研究

根据贵州某煤矿煤层赋存特征,对回采工作面采空区瓦斯分布的各种因素进行分析,分析得出其运移规律,结合实际情况对采空区进行瓦斯抽放,从而对回采工作面瓦斯治理具有一定的指导意义。     

综放采空区瓦斯流动规律数值模拟研究

采用Fluent模拟软件,选择标准双方程模型,对u型和U＋L型通风方式下综放采空区瓦斯流动进行数值模拟,研究其分布规律。模拟结果表明：在走向方向上,从自然堆积区到压实稳定区,在倾斜方向上,从进风侧到回风侧,在垂直方向上,从底板到断裂带最上部,瓦斯浓度逐渐增大;上隅角瓦斯浓度由u型的13％T降到了U＋L型的0．6％左右,大大降低了上隅角瓦斯浓度,有效的解决了瓦斯超限的问题。     

采空区瓦斯涌出运移分布规律分析

通过对影响采空区瓦斯分布和瓦斯积聚的各种因素的分析,总结出其运移分布规律,从而对工作面瓦斯治理具有指导意义。     

采场瓦斯运移规律仿真模拟研究

基于工作面上隅角瓦斯容易积聚、回风流中超限问题,利用Fluent仿真模拟方法,建立综放面采场瓦斯运移的数学模型,对采场使用局部通风机吹散上隅角瓦斯和瓦斯尾巷调节上隅角风流进行仿真模拟,分析得到:当局部通风机风速为20m/s时对上隅角瓦斯扰动性效果最好;确定工作面供风量为1900m3/min和尾巷步距为50m时防治上隅角瓦斯效果最佳.数值仿真研究结果可为上隅角瓦斯治理提供一定的理论参考.     

放顶煤工作面采空区瓦斯运移规律及其防治

通过对"三软"煤层放顶煤工作面瓦斯涌出情况研究分析,找出了在不同工艺下采空区及工作面顶部的瓦斯运移规律,并运用这一规律合理安排采煤作面生产工序,有效地控制工作面瓦斯超限。     

U型通风工作面采空区瓦斯运移规律研究

以赵家坝煤矿1944工作面为研究对象,采用Fluent软件对工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。研究结果表明:采空区由近及远瓦斯浓度逐渐增大,距工作面一定距离后趋于稳定;在采空区距工作面50~70 m处存在层流与紊流的混合边界;从进风巷到回风巷方向瓦斯浓度逐渐增大。随着进风巷入口风速的增大,采空区高浓度瓦斯区域向深部推移,工作面上隅角瓦斯浓度下降。随着工作面推进长度的增加,过渡风速带向后移,工作面上隅角瓦斯浓度增大。     

工作面揭露空巷瓦斯流动规律数值模拟

为确保工作面的通风安全,需要准确地掌握工作面揭露空巷时积聚瓦斯的流动扩散规律,主要采用现场调研、数值模拟和理论分析结合方法,分析了回采工作面揭露空巷前后瓦斯运移和扩散规律,并结合山西晋华煤矿地质生产技术条件,对工作面空巷瓦斯进行涌出预报,为空巷瓦斯治理和灾害防治提供依据。     

Y形通风系统采空区瓦斯运移规律数值模拟

通过建立二维模型,应用流体力学软件Fluent对采空区漏风场及瓦斯运移规律进行数值模拟研究。结果表明Y形通风系统可以有效解决上隅角瓦斯积聚问题。     

房柱式采煤工作面采空区瓦斯浓度分布规律研究

通过对桃坪沟煤矿3205回采工作面采空区瓦斯浓度分布的实际测定,初步查明了房柱式回采工作面采空区瓦斯浓度的分布规律,为今后此类工作面采空区瓦斯防治、防止采空区瓦斯事故的发生提供了科学依据。     

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。     

高瓦斯综采工作面煤层瓦斯运移机制数值仿真

基于渗流力学原理,构建采场瓦斯运移数学模型,应用CFD技术与空度分布函数实现对不连续空间区域的方程求解,进而数值模拟单独采用专用尾巷疏导瓦斯条件及尾巷疏导与抽采瓦斯相结合条件下采场瓦斯风流场和瓦斯浓度场分布,结果表明采空区回风侧联络巷尾巷排放瓦斯结合采空区抽采,对回风隅角的瓦斯治理效果非常显著。     

U型综采工作面采空区流场数值模拟

为得到U型综采工作面采空区的流场分布,根据11124工作面实际情况建立了采空区二维物理模型,利用FLUENT软件及自适应网格加密技术对所建模型进行数值模拟研究。模拟得到的工作面风速分布与实测数据基本吻合,从而验证了数值模拟结果的合理性。研究表明:工作面向采空区漏风主要发生0²0 m范围内,漏入采空区的风量在此区域内有部分返回工作面,而大部分漏风量在工作面倾向14020 m范围内,漏入采空区的风量在此区域内有部分返回工作面,而大部分漏风量在工作面倾向140¹60 m返回工作面;采空区风速等值线在倾向方向上并不对称;在采空区走向方向,漏风风速呈逐渐减小趋势。     

马兰矿18303工作面采空区瓦斯运移规律及抽采技术研究

为有效治理18303工作面采空区的瓦斯,采用Fluent数值模拟软件进行高抽巷和上隅角埋管抽采下采空区瓦斯分布规律的模拟分析,基于模拟结果确定采用高抽巷+上隅角埋管的方式进行采空区瓦斯治理,通过数值模拟进行高抽巷及埋管抽采合理参数的分析,结合工作面特征确定高抽巷与回风巷平距P=17 m,与煤层顶板垂距C=36 m,埋管抽采的合理间距为20 m,并对抽采方案进行具体设计,抽采方案实施后进行验证分析。结果表明:抽采方案实施后,上隅角瓦斯浓度最大为0.8%左右,抽采效果显著,采空区瓦斯得到了有效治理。     

突出危险煤层首采面采空区瓦斯抽采模拟分析

分析了杨柳矿突出危险煤层10414首采工作面的地质特征,借鉴围岩裂隙场和采空区瓦斯流动场的变化规律,建立了CFD模型对采空瓦斯分布规律、埋管抽采效果、埋管与高位钻孔同时抽采效果进行模拟研究,并在10414工作面进行工程验证。结果表明:采空区瓦斯主要聚集在回风巷一侧,为判别采空区瓦斯高效抽采范围提供依据;50 m埋管与高位钻孔同时抽采时,上隅角瓦斯浓度降至0.5%,工作面不存在瓦斯超限现象;工程实践中可联合抽采40%的瓦斯,瓦斯纯量高达12.5 m~3/min,可见采空区瓦斯抽采在突出危险煤层应用中具有较好的实践效果。