采空区气体及漏风规律数值模拟研究

为得到综放工作面在有无密闭墙情况下采空区漏风规律及其周边环境气体变化情况,通过对石港矿15108综放工作面现场调研,利用FLUENT软件进行数值模拟,结果表明:构筑泡沫密闭墙前采空区O_2浓度由进风侧逐渐降低,构筑密闭墙后在内错尾巷与采空区连通口两侧存在浓度梯度,中心附近O_2浓度较高;构筑密闭墙前后采空区内部CH_4分布规律基本一致,由浅到深CH_4浓度存在梯度,越往深部CH_4浓度越高,为采空区封堵漏风和防灭火治理提供了依据。     

高瓦斯综采面Y型通风采空区漏风规律研究

为了准确划分高瓦斯综采工作面Y型通风模式下的采空区三带分布,该研究基于能位测定、示踪技术、回风流瓦斯浓度变化和束管检测等技术手段,探讨了高瓦斯综采工作面Y型通风模式下三带分布主要影响因素中的漏风规律。结果表明:Y型通风工作面采空区存在大量漏风的可能性,且漏风可基本分为风速急变区、风速缓变区和风速趋零区等3个区域。     

采空区漏风规律的研究

根据采空区的漏风阻力定律 ,提出了不同漏风源和漏风汇的采空区内漏风分布规律 ,对防止采空区内煤炭自燃和有害气体的涌出阐明了不同的观点 ,为采煤工作面安全生产提供了依据     

七星矿大面积采空区的漏风分析

本文分析了七星矿大面积采空区的漏风状况,利用渗流理论对漏风方向、漏风量等参数进行了电算,模拟了不同位置的自然发火源及火灾气体的扩散范围,最后对分析结果作了可靠性论证。     

采空区漏风风阻的计算

本文定性地分析了采空区内风阻变化规律，并给出风阻计算公式，实例计算表明该公式的计算结果是比较符合采空区的实际情况的。     

无煤柱开采采空区漏风防治技术研究

针对新登煤矿22采区无煤柱开采的方式下存在22051采空区与邻近采空区大面积漏风问题,通过分析22051采空区漏风途径,提出了封堵22051副巷,将22031与22071机巷调整为均压通风的方式改善通风现状,对22051停采线气体进行束管监测分析,验证了漏风治理效果。束管监测结果显示：22051采空区停采线北部通过封堵已达到有效治理,停采线南部因机巷漏风造成氧气浓度回升,对切巷下口采空区侧20 m、实体煤侧10 m范围内的机巷实施了喷浆封闭巷道,进一步减少漏风。     

精准测定采空区漏风方向和漏风风速技术研究

矿井存在漏风问题会导致通风道的监测难度加大.为解决此问题我们不断研究总结出矿井采空区漏风的周期.选用SF6示踪气体检测法,来确定漏风通道中漏风的大小和数量.参照幸置矿发生的漏风数据,研究实施的具体计划,和到实际现场中进行初步的试验.根据实际得出的数据表明采空区的漏风和漏风通道是有一定的关联的.     

泡沫帷幕对采空区漏风的影响

矿井深度的增加使在用巷道与采空区的隔离成为更加迫切的问题。煤层放顶区的漏风使损失的煤发生氧化,助长了自燃过程的发展和有毒气体的形成。同时气流也从采空区带出煤与围岩中析出的沼气,以致限制回采工作面的推进速度,并使可燃性气体出现爆炸危险浓度增大的可能性。 近年来,在库兹巴斯利用防止煤自燃的方法,该法使用泡沫悬浮液、水气和惰性泡沫处理采空区。在松散的煤和岩体中,由于孔隙及缝隙中起泡液体薄膜的覆盖、高绝缘效应是泡沫的主要优点之一。多次试验证明:用泡沫充填过的煤实际上是不透气的。和未经充填处理的煤中形成漏气所必须的压差相比较,当压差增大到140倍时,才能破坏所形成的泡沫材料。在矿井条件下,在泡沫材料自然分解所需的3～8天内,才重出现采空区漏风。     

阻隔采空区漏风通道方法研究

为防止采空区遗煤自燃,提出了随着综采工作面的推进,穿过密闭墙向采空区内进行注浆的一种用于阻隔采空区漏风通道的方法。阐述了阻隔采空区漏风通道的技术原理及注浆防灭火的过程,此阻隔采空区漏风通道的方法在国能神东煤炭集团有限责任公司哈拉沟煤矿22520综采工作面安装试运行,达到了隔离或减少采空区遗煤与氧气接触,阻断了采空区与外界的漏风通道,降低了采空区内气体流动性,将采空区氧气浓度稳定在自燃临界浓度以下的目的。     

近距离煤层群采空区漏风规律及防控措施研究

贵州地区煤层赋存条件复杂,煤层间距小,相邻采空区存在漏风通道的问题。采用SF₆示踪法及重点区域指标气体数据分析法,对发耳煤矿采空区漏风规律及其治理措施进行研究。分析结果表明,由于相邻密闭效果欠佳,导致31004开切眼联络巷及31004工作面回风巷密闭漏风严重。31004采空区漏风通道主要是31004开切眼联络巷密闭及10^#煤层开采过程中对上部7^#煤层采空区造成二次扰动形成的纵向漏风通道;漏风量为83 m³/min,采空区风速约为0.17 m/s。对存在的煤自燃隐患采取了注水降温措施,CO体积分数显著下降至(5~9)×10^-6。为即将开采的50105、50107工作面的煤自燃防控提供了科学依据和管控措施方案。     

Y型通风系统采空区漏风规律相似模拟实验研究

根据漏风阻力定律、流动相似理论和几何相似规律,建立了相似模拟通风系统及采空区模型。模型采用Y型通风系统,用能位测定、示踪技术,研究瓦斯浓度分布等技术手段得出风流在采空区内漏风规律,为准确划分自燃氧化"三带"的范围提供了依据。     

近距离煤层复杂采空区漏风规律及防控技术研究

针对新集二矿2201工作面采区近距离煤层复杂采空区煤岩裂隙充分发育造成的漏风自燃问题,采用关键位置压差测定、能位测定和气体成分分析等多种方法确定了工作面漏风源和漏风汇.在此基础上运用SF6和CF2 ClBr双元示踪气体技术进一步分析了采空区流场及采空区的复杂漏风网络体系.根据上述研究成果提出"喷注+密封圈二次堵漏+两道...     

基于示踪检测法与数值模拟的Y型通风工作面采空区漏风规律研究

采用示踪检测技术与计算流体力学数值模拟方法,对高河煤矿采用Y型通风的E2307工作面采空区漏风规律进行研究。介绍了SF₆气体释放点和采样点的布置情况,制订了示踪检测方案,对检测数据进行了分析计算,结果表明：工作面采空区漏风率为16.43%;采空区存在多条漏风通道,采空区内漏风速度为0.05~0.14 m/s。结合示踪气体测漏风结果,建立数值模拟模型,模拟结果表明：工作面采空区漏风率为13.35%,与现场实测结果较为接近;采空区内漏风路径为扇形,由工作面向沿空留巷偏转;采空区含氧量与距工作面和沿空留巷的距离呈正相关关系,采空区散热带、氧化带和窒息带呈L型分布,“三带”范围随高度增加而变化,当高度大于26.2 m时散热带逐渐消失。     

Analysis of mine’s air leakage based on pressure gradient matrix between nodes

Air leakage may significantly affect the effectiveness of mine ventilation by increasing the cost of ventilation and arousing problems for ventilation management. Furthermore, air leakage may accelerate the process of coal spontaneous combustion and cause gas explosion, thus greatly threatens the safety of coal production. The estimation of air leakage, therefore, have great practical significance. For any ventilation system of coal mines, there is a defined pattern of pressure gradient which drived the mine air to flow in the network, drives possible air leakage to go shortcut as well. Air leakage may occur through ventilation structures such as ventilation doors and fractures of the surroundig coal and rock of airways. A concept and the relevent calculation method of the pressure gradient matrix was put forward to assist the analysis of potential air leakage routes. A simplified example was used to introduce the application principle of pressure gradient matrix in identifying all the potential air leaking routes, which offers a deeper understanding over the ventilation system and the prevention of coal spontaneous combustion. Supported by the National Natural Science Foundation of China(50174045); the Natural Science Foundation of Shaanxi Province China(2006E205)     

回风大巷内示踪气体测试矿井外部漏风率的最短采样检测距离研究

针对示踪气体法测试回风立井型矿井外部漏风率过程中由于回风大巷的示踪气体采样检测有效长度有限可能会导致示踪气体无法准确采样检测的问题,以纳林河二号矿井一号回风立井和二号回风立井回风大巷为研究对象,制定了多回风巷型回风立井外部漏风率示踪气体法测试方案,在此基础上,分别采用理论公式法和CFD数值模拟方法计算了各回风大巷的SF6气体最短采样检测距离,理论公式法计算结果显示一号回风立井和二号回风立井均不宜采用示踪气体法测试矿井外部漏风率,CFD数值模拟方法计算结果与之相反。现场实测结果显示通过CFD数值模拟法确定的回风大巷最短采样检测距离处巷道断面内SF6气体分布均达到均匀分布状态,CFD数值模拟法计算结果的准确明显大于理论公式法,研究表明采用CFD数值模拟法计算示踪气体最短采样检测距离能够对回风立井型矿井外部漏风率示踪气体测试法的现场适用性进行科学准确地论证。     

综放工作面风量及采空区漏风定量检测

通过对中煤塔山煤矿30509综放工作面采空区漏风及有害气体分析的研究,总结了通过定量连续释放SF₆示踪气体,来检测工作面风量与采空区漏风的方法,测定了沿工作面采空区的漏风分布及漏风流线的深度。采用定时测量法,确定了30509工作面随工作面不断推进,与对应地表发生了导通现象;采用定量测量法,确定了内部漏风量和外部漏风量较大,对综采工作面采空区自然发火存在较大风险,同时提出了防范措施,为减少综放工作面采空区漏风、防止自然发火的发生提供了参考。     

浅埋厚煤层开采地表导气裂缝分布规律研究

为了确定浅埋厚煤层开采地表漏风范围,基于串草圪旦煤矿6104工作面生产技术条件,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,对浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝及导气裂缝的分布规律进行了研究。研究结果表明：浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝可分为开切眼侧永久裂缝区,以及随工作面推进动态分布的裂缝产生区、裂缝贯通发展区和裂缝闭合区;6104工作面裂缝贯通发展区范围为滞后工作面0～100 m。实测6104工作面导气裂缝分布区滞后工作面0～80 m,且导气能力随裂缝滞后工作面距离的增大而降低。     

矿用堵漏无机触变防灭火凝胶的流变特性研究

为了有效阻隔煤矿采空区漏风,研制了一种由钠基膨润土、硅酸镁锂、水玻璃和复合外加剂组成的无机触变防灭火凝胶.通过倒置法测试凝胶的成胶时间,采用旋转流变仪研究了在不同配比条件下凝胶的流变特性,构建了凝胶的本构方程,优选出适用于注浆堵漏的凝胶配比.结果表明:凝胶的流变特性符合Herschel-Bulkley模型,相关系数R2...     

屯兰矿22301工作面巷旁充填沿空留巷技术研究

针对屯兰矿22301工作面煤层、顶底板力学性质等生产地质条件,开展巷旁充填沿空留巷无煤柱开采技术研究,对于解决工作面通风、降低开采成本、减员增效等具有重要的意义。