综采支架对采空区漏风及瓦斯分布规律的影响

为确定采空区瓦斯浓度与工作面有无支架之间的关系,文中采用数值模拟研究手段,建立工作面有无支架两种模型,分析了采空区内瓦斯浓度分布及工作面上下隅角瓦斯浓度,研究结果表明,当工作面存在支架时,对采空区内的漏风量有较大影响,在采空区回风侧,有支架时瓦斯浓度数值模拟结果明显高于无支架时的瓦斯浓度,工作面向采空区漏风主要影响范围为底部,在采空区回风侧。     

夏店矿综放工作面回风隅角瓦斯治理技术实践

回风隅角是采空区漏风的出口,由于携带瓦斯漏风的汇集,经常出现瓦斯超限现象。结合潞安集团夏店矿3111工作面实际情况,采用了改造现有抽排风机进风口、倾向风障法、回风隅角风帘堵漏、引导风流法等技术措施。针对措施使用前后各个基础参数的取值,采用Fluent软件对回风隅角瓦斯浓度分布进行数值模拟,得出治理前后的对比效果。结果表明,瓦斯综合治理措施有效降低了采空区瓦斯向工作面的异常涌出,为工作面和回风隅角瓦斯治理开辟了新途径。     

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。     

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。     

尾巷风量对“J”型通风工作面漏风及瓦斯分布的影响

利用Fluent软件对王庄矿8103"J"型通风工作面在不同尾巷风量时的采空区漏风及瓦斯运移进行了数值模拟,得出了沿着工作面全长的漏风分布及采空区瓦斯分布,并分析了其随尾巷风量的变化规律。研究结果表明:总风量不变的情况下,不同尾巷风量时工作面均是全程向采空区漏风,在下隅角处漏风量最多。随着尾巷风量的增大,工作面漏入采空区的风量逐渐增大,其中在下隅角及回风巷处的增幅较大;高浓度瓦斯有向采空区深部移动的趋势。     

顶板高位定向钻孔抽采瓦斯效果分析

针对回采工作面回风隅角瓦斯浓度高影响安全生产问题,设计采用顶板高位定向钻孔对采空区瓦斯进行抽采,通过分析23051工作面顶板三带分布及采空区瓦斯分布流场情况,合理设计顶板高位定向钻孔层位、孔径及深度,采用顶板高位定向钻孔进行采空区瓦斯抽采后,回风隅角最高瓦斯浓度由0.7％下降至0.4％,顶板高位定向钻孔抽采瓦斯量占工作...     

上隅角不同插管深度瓦斯抽采效果研究

为研究上隅角插管深度对瓦斯抽采的影响,以党家河煤矿104工作面为背景建立数值模拟模型,使用FLUENT数值模拟软件对抽采前及插管深度为1、3、5 m时工作面及采空区瓦斯浓度分布进行数值模拟;数值模拟结果表明:上隅角插管深度越深,上隅角瓦斯浓度越低,但对除上隅角以外的工作面和采空区其它地方的瓦斯分布影响不大。将研究结果应用于现场实践,实测104工作面上隅角瓦斯浓度不超过0.7%。研究结果表明上隅角插管抽采瓦斯可以有效抽采上隅角瓦斯,降低上隅角瓦斯浓度。     

J型通风工作面采空区漏风与瓦斯浓度分布规律研究

为获得工作面不同供风量时工作面漏风及采空区瓦斯分布规律,为工作面瓦斯治理提供理论支持,利用Fluent数值模拟方法对王庄矿8103工作面在供风量分别为2198m~3/min、2350m~3/min、2500m~3/min、2650m~3/min下采空区漏风及瓦斯浓度分布特征进行模拟与分析,得到了沿工作面全程的漏风分布及采空区瓦斯分布。分析结果表明:随着工作面供风量增加,工作面向采空区的漏风量逐渐增加;采空区内瓦斯浓度逐渐降低;上隅角瓦斯浓度不断降低,并且当工作面风量提高到2350m~3/min时,上隅角瓦斯浓度降低到1%以下。     

一进两回Y型通风采空区气体分布数值模拟

为了掌握Y型通风采空区气体分布规律,根据现场实际建立了一进两回Y型通风采空区物理模型,运用Fluent软件对一进两回Y型通风采空区漏风流场、漏风量和瓦斯浓度分布进行数值模拟研究。结果表明:随至下隅角距离的增大,工作面向采空区的漏风量减小,在上隅角附近漏风量急剧增大;沿采空区长度方向,越靠近采空区深部瓦斯浓度越大;沿工作面方向靠近运输巷侧瓦斯浓度低,靠近沿空留巷侧瓦斯浓度高。     

望云煤矿15103工作面高位钻孔瓦斯抽采技术研究与应用

为解决15103工作面回采期间瓦斯含量高的问题,采用Fluent数值模拟软件分别进行未采用抽采措施和高位钻孔抽采后采空区瓦斯运移规律的分析,得出高位钻孔抽采后采空区内的瓦斯含量呈现出逐渐降低的现象,上隅角瓦斯大幅降低,高位钻孔能够有效治理采空区瓦斯,基于数值模拟结果,具体进行工作面高位抽采钻孔各项参数的设计,并分别在高位钻孔抽采前后进行上隅角和回风巷内瓦斯浓度的测试。结果表明:高位钻孔抽采后,上隅角和回风巷的瓦斯浓度分别稳定在0.2%~0.68%和0.25%~0.8%,无瓦斯超限现象出现,为工作面的安全回采提供了保障。     

唐口煤矿深部复杂开采工作面瓦斯分源涌出规律研究

研究工作面瓦斯涌出规律对工作面瓦斯治理有重要意义。为了得到唐口煤矿深部3号煤层复杂开采条件下工作面回采时期瓦斯涌出时空演化规律,选取6304工作面作为对象,采用实测方法研究6304工作面瓦斯涌出规律。结果表明:6304工作面瓦斯涌出量为6.534 m³/min,其中煤壁占34.27%,落煤占29.62%,采空区占36.11%;沿工作面倾向由低到高,瓦斯浓度整体为上升趋势,其中1—76号架工作面瓦斯浓度小于0.20%,76—102号架瓦斯浓度上升明显,最大为0.387%;上隅角的后部采空区是工作面的瓦斯主要涌出源,上隅角1号测点瓦斯浓度0.78%,上隅角周边3号、5号、7号、8号、9号测点瓦斯浓度平均为0.643%;周期来压时,上隅角瓦斯相对平时较高。研究为针对性的瓦斯分源监控与灾害防治提供基础。     

薄煤层快速回采工作面瓦斯综合抽采技术应用实践

针对薄煤层快速回采工作面瓦斯涌出量大,工作面上隅角、回风流等多处局部瓦斯超限现象,采用分源瓦斯分析方法,确定工作面瓦斯来源及含量,并采用本煤层预抽、高位顶板裂隙抽放、采空区插管埋管抽放等综合抽放瓦斯措施,对工作面瓦斯进行综合治理。试验结果表明:综合抽放瓦斯措施分别解决了快速回采期间落煤及采动引起的工作面瓦斯涌出量大、上邻近层卸压瓦斯向采空区大量涌入、下邻层卸压瓦斯向采空区涌入、U型通风工作面上隅角瓦斯聚集和超限问题。薄煤层快速回采工作面瓦斯综合抽采技术能够有效治理矿井瓦斯,不仅实现了薄煤层工作面安全高效开采,同时为类似矿井瓦斯治理提供了借鉴。     

综采工作面采空区瓦斯运移规律分析

为了解决综采工作面采空区瓦斯隐患和上隅角瓦斯积聚等问题,研究了综采工作面采空区瓦斯运移规律,采用现场实测方法,根据采空区监测点分布,分析了不同推进距离时采空区瓦斯浓度和氧气分布.研究得出,沿走向方向上采空区瓦斯运移区域划分3个区域:CH4稀释区、CH4快速集聚区和CH4缓慢集聚区,瓦斯主要集聚在采空区中部靠回风侧位置;...     

均压防治技术在30101工作面采空区的应用

针对30101工作面开采过程中临近老窑采空区遗煤自然发火引起的工作面有毒有害气体浓度高、上隅角CO浓度超标等问题,利用SF₆示踪气体测定采空区漏风量,提出了均压技术,均衡了工作面与采空区风压分布,控制了均压范围内的风压差,减少了采空区漏风,降低了工作面有毒有害气体浓度与上隅角CO浓度。在综合考虑均压区域通风系统的合理性和稳定性及对其他用风地点影响的基础上,采用调压风机—调节风门联合均压方案,并对其参数进行设计,确定风机型号YBFH132S2、调节风门面积0.285 m²。现场方案实施结果表明:30101工作面上隅角与采空区CO浓度符合安全生产标准,取得良好效果。     

低瓦斯矿井坚硬顶板综采工作面瓦斯防治技术研究

针对雨田煤矿W1103综采工作面采用U型通风、工作面回采过程中上隅角容易出现瓦斯超限的问题,当增加工作面配风量,会增加采空区漏风量,造成上隅角瓦斯难以控制。上隅角区域的不充分冒落,也为瓦斯积聚提供了空间,在顶板预裂爆破时,会造成瓦斯超限问题。分析了工作面瓦斯来源,回采工作面瓦斯涌出以开采层为主、邻近层为辅;采用顶板预裂爆破、风障引风、本煤层瓦斯抽放、上隅角插管抽放等综合瓦斯治理技术,解决了上隅角瓦斯超限问题,确保了矿井的安全生产。     

井下大直径钻孔瓦斯抽采技术研究

为研究面间煤柱内的大直径钻孔抽采采空区瓦斯效果,基于某矿实际生产条件及COMSOL数值模拟软件,依据上覆岩层运移理论、采空区顶板岩性、顶板垮落破坏特征对采空区孔隙率进行了分块赋值,COMSOL数值模拟研究结果表明:钻孔布置的最佳距离为8～10 m。考虑经济因素及顶板垮落步距的影响,钻孔布置的最佳距离应为10 m;靠近工作面上隅角处,采空区内瓦斯浓度呈中心高、四周低的圆环状分布,该低瓦斯浓度圆环的出现与大直径钻孔对采空区内瓦斯的抽采作用密切相关。ORIGIN数据拟合及计算表明:10 m钻孔间距条件下,控制上隅角瓦斯浓度不超限的钻孔最小瓦斯抽放量为5.4 m³/min。该理论成果的成功运用,指导了该矿的生产安全。     

基于采空区悬管引流装置的工作面上隅角瓦斯治理研究

为了有效治理工作面上隅角瓦斯超限,结合现场实际情况,运用Fluent数值模拟软件,研究采空区悬管引流装置解决"U"型通风工作面上隅角瓦斯浓度易超限的问题.模拟了上隅角瓦斯积聚规律,优化了上隅角悬管的埋深和负压参数,确定了引流装置的形状尺寸.研究表明,在悬管埋深为3 m、负压为10 kPa的条件下,安装长度为0.4 m、...     

采空区瓦斯分布规律的模拟研究

针对综采面U型通风上隅角瓦斯经常超限的严重问题,将工作面的通风方式调整为W型通风,分别对综采面U型通风和W型通风条件下采空区瓦斯分布进行了数值模拟研究,得出两种不同通风方式下的采空区瓦斯分布规律。研究结果表明:工作面选用W型方式,在相同的条件下,能更有效地解决上隅角瓦斯超限问题,最后,通过将数值模拟风速值与理论计算风速值进行对比,模拟结果与理论计算结果非常接近,验证了数值模拟的正确性,为综采工作面瓦斯的防治提供了一定的理论依据。