上隅角瓦斯浓度变化的原因及实证分析

分析了瓦斯抽采系统抽采负压与上隅角瓦斯浓度之间的关系,以及上隅角瓦斯浓度与工作面风量、瓦斯尾排巷风量之间的关系,通过改变抽放负压、合理增加工作面风量及瓦斯尾巷风量,对降低采煤工作面上隅角瓦斯浓度均有显著效果,并对其进行了实证分析。     

注氮条件下不同抽采负压对采空区氧化宽度影响

针对正行煤矿1502综放工作面开采具有高瓦斯易自燃的特点,现场进行采空区"三带"测试,并对测试数据进行分析.运用气体渗流理论通过FLUENT6.3模拟了注氮的同时改变高抽巷抽采负压情况下采空区瓦斯浓度场、漏风场、氧气浓度场.通过FLUENT模拟技术,观察高抽巷不同抽采负压与回风巷上隅角瓦斯浓度大小之间的关系,并建立这种关系的拟合方程,计算出回风巷上隅角瓦斯浓度不超限时的最低抽采负压.根据模拟的注氮条件下不同负压抽采时漏风场和氧浓度场等值线图绘制出采空区自燃"三带"的划分图.得到了不同抽采负压与自燃带宽度之间的关系,并将这种线性关系拟合成方程,从而确定了高抽巷抽采负压的最佳范围,既可以预防上隅角瓦斯超限,又防止了采空区遗煤自燃事故的发生.     

低位瓦斯抽采巷在某矿15103综采工作面瓦斯治理中的应用

某矿井15103综采工作面原采用走向高抽巷抽放+内错尾巷风排+回风顺槽风排方案治理瓦斯,在工作面生产期间,内错尾巷受压变形巷道断面缩小及采空区通道堵塞,造成巷道内风量减少,瓦斯浓度升高超过2.5%,此外,错尾巷还出现与切巷处塌透造成风流短路,回风上隅角处发生瓦斯积存,造成了较大的安全隐患。为消除内错尾巷存在的不足,在综采工作面瓦斯治理的基础上,施工了1条低位瓦斯抽采巷替代了内错尾巷,利用井下移动抽放泵对低位瓦斯抽采巷进行封闭抽放,通过将低位瓦斯抽采巷的瓦斯浓度控制在3.5%以下,消除了内错尾巷因巷道断面缩小、与采空区堵塞造成的风量减少、瓦斯浓度升高和内错尾巷与切巷塌透造成风流短路的安全隐患,有效确保了该工作面安全高效生产。     

低瓦斯矿井工作面上隅角瓦斯超限治理技术

针对工作面推进过程中,采空区、本煤层瓦斯的涌入致使工作面上隅角瓦斯常处于超限状态的问题,通过采用加大风量法、风机抽采法、正压稀释法、总排负压抽采法和改进总排负压抽采等方法,在山西保利铁新煤矿工作面开展了工作面瓦斯治理的工业试验。试验结果表明：采用改进总排负压抽采瓦斯技术对上隅角瓦斯进行抽采,上隅角瓦斯体积分数由正常通风时的1.6%下降到0.4%,有效降低了上隅角瓦斯浓度。     

首山一矿突出煤层采空区瓦斯综合抽采技术研究

首山一矿瓦斯突出回采工作面采空区瓦斯涌出量大,依靠风排瓦斯以及上隅角封堵技术难以满足瓦斯治理的需要。基于己15-17-12041回采工作面采空区埋管的瓦斯测定,分析了采空区瓦斯浓度分布规律。依据回采过程中上覆岩层裂隙发育状况,着重分析采空区瓦斯运移规律以及上隅角瓦斯聚积的原因。基于上述分析,提出全封闭高位巷采空区瓦斯抽采、大孔径穿层钻孔低位巷采空区瓦斯抽采结合上隅角低负压采空区瓦斯抽采的立体式采空区瓦斯综合治理方案。工程实践表明,回采期间己15-12030和己15-17-12041回采工作面上隅角及回风巷瓦斯浓度显著降低。     

解决高瓦斯采掘工作面瓦斯的综合措施

本文论述了羊渠河矿采用五种综合措施处理高瓦斯采掘工作面的瓦斯超限问题。①抽放瓦斯:采用平行和扇形布孔方式进行本层预抽和边采边抽,平均抽放量可达0.82m~3/min;②增加风量:用压缩其它地区的富余风量、堵塞漏风和调整通风系统方法增加工作面风量;③尾巷排放瓦斯:利用矿井负压通过尾巷排放采空区瓦斯,纯排放量可达3.52m~3/min;④解决上隅角瓦斯积聚:采用工作面与回风巷夹角成钝角形式、尽量减少上隅角范围、吊挂风帐以使较多的风流流经上隅角和使用“水炮弹”等;⑤加强瓦斯管理:如设专人、专责、制定制度等。     

尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术

针对高瓦斯低透近距离煤层群开采条件下“U+L”型通风系统上隅角和尾巷瓦斯浓度严重超限的治理难题,基于试验区综采工作面瓦斯涌出特征和“U+L”型通风系统瓦斯尾巷的优点及其局限性,提出尾巷超大直径管路(1 200 mm)横接采空区密闭抽采技术,并阐述了其控制采空区瓦斯渗流场的抽采原理。依据采空区瓦斯大气混合气体渗流的控制方程,建立了采空区三维渗流的CFD模型,分析得出上隅角瓦斯浓度、采空区渗流场与抽采位置距工作面距离的关系,确定了密闭抽采技术的关键参数。现场实践表明,尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术治理瓦斯效果显著,上隅角瓦斯浓度稳定在0.9%以下,尾巷瓦斯浓度从6.0%降低到1.7%以下,实现了复杂瓦斯地质条件下的安全高效开采。     

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。     

正令煤业2110工作面瓦斯综合治理技术

为解决正令煤业2110工作面上隅角瓦斯超限问题,通过分析工作面瓦斯来源,确定采用裂隙带抽采+上隅角埋管抽采+本煤层抽采的瓦斯综合治理技术。现场应用表明:工作面瓦斯抽采效果良好,回采期间上隅角及回风巷瓦斯浓度均小于0.6%,无瓦斯超限现象,为工作面的安全回采提供了保障。     

高瓦斯综放工作面上隅角瓦斯综合治理技术

分析了红岭煤矿14161综放工作面上隅角瓦斯积聚的原因,采取高位钻孔抽采、上隅角埋(插)管抽采、增加工作面风量、上巷插管抽采和水射流风机处理局部瓦斯积聚等瓦斯综合治理措施,彻底解决了上隅角瓦斯超限问题。采取上述综合措施后,该工作面上隅角瓦斯浓度降低到0.4%以下,局部最高瓦斯浓度也降低到0.5%以下,工作面单产由原来的2200t提高到3100t,保证了工作面的高产高效。     

王坡煤矿工作面低位抽采巷瓦斯治理技术研究及应用

针对王坡煤矿工作面"U+I"通风方式下瓦斯尾巷取消后面临的上隅角瓦斯治理问题,在高抽巷抽采的基础上提出了利用顶板走向低位抽采巷对上隅角瓦斯进行治理的方法。对顶板走向低位抽采巷抽采机理进行分析,给出了低位抽采巷设计原则,采用理论计算、裂隙带层位考察和顶板岩性分析的方法综合确定王坡煤矿低位抽采巷布置层位。并在3210工作面开展了顶板走向低位抽采巷试验,结果表明,低位抽采巷可有效拦截抽采涌向工作面上隅角的瓦斯,回采期间上隅角瓦斯浓度保持在较低水平,低位抽采巷对上隅角瓦斯治理效果明显,有效促进了工作面的安全回采。     

1905S工作面上隅角瓦斯综合治理技术研究及应用

为解决福城煤矿1905S工作面上隅角瓦斯超限问题,通过分源预测法进行工作面瓦斯涌出量预测,采用高位裂隙钻孔抽采、高抽巷抽采与上隅角插管抽采相结合的方法来进行瓦斯治理。结果表明:高位钻孔最佳抽采位置为距离煤层顶板上方15~30 m,终孔位置内错工作面回风巷20~30 m;工作面上隅角瓦斯浓度日平均值降到0.3%~0.45%,工作面回风流瓦斯浓度降到0.08%~0.28%。     

高位巷与大直径水平长钻孔抽采采空区瓦斯效果对比分析

针对高位钻孔有效抽采周期短、高位巷实施工程量大,提出大直径水平长钻孔代替高位巷抽采采空区瓦斯,因此对高位巷与大直径水平长钻抽采采空区瓦斯时的抽采纯量与抽采混量、采空区瓦斯浓度分布以及工作面上隅角瓦斯浓度分布进行数值模拟。分析模拟结果得到:增加钻孔抽采负压,可利用大直径长钻孔代替高位巷治理上隅角瓦斯。     

大直径钻孔代替横贯埋管抽采上隅角瓦斯浅析

回采工作面U型通风其上隅角容易积聚瓦斯,为解决这一问题,屯兰矿利用大直径钻机在22301瓦斯治理巷施工大直径钻孔替代工作面回风巷与瓦斯治理巷工作面横贯,埋设大直径管路,通过负压抽采上隅角瓦斯,解决了工作面瓦斯超限问题。     

厚煤层上分层工作面采空区瓦斯治理技术研究

为解决3203上分层工作面双巷布置、U型通风时上隅角瓦斯易超限的问题,通过分析工作面上隅角瓦斯的来源及采空区瓦斯赋存情况,确定采空区瓦斯治理采用沿空插管抽采+横贯密闭插管抽采,并具体计算分析确定本次采空区临时抽采系统排放的瓦斯排放到东翼采区回风巷内,抽采系统东翼采区回风巷中及工作面内的抽采管路分别选用Ф820×8mm螺旋焊缝钢管和Ф529×6mm螺旋焊缝钢管,并在工作面回采期间进行上隅角瓦斯浓度的监测作业。结果表明:抽采方案实施会后,回采期间上隅角的瓦斯含量始终在0.8%以下,解决了上隅角瓦斯易超限的问题。     

深部开采瓦斯时空间协调抽采模式研究

在分析某矿24060采面"S"型覆岩空间裂隙场内卸压瓦斯涌出规律的基础上,确定了24060采场瓦斯时空间协调抽采模式,采用了上隅角抽采、高位尾巷抽采以及偏"Y"型通风方式等进行瓦斯综合治理,并对上隅角抽采、高位尾巷抽采以及偏"Y"型通风进行了效果评价,得出"S"型覆岩空间裂隙场内的瓦斯抽采主要以高位尾巷和上隅角抽采为主,采空区埋管为辅的抽采模式,有效控制了工作面的瓦斯浓度,保障了工作面的安全高效生产。     

保护层工作面瓦斯综合治理技术

为了解决张集煤矿1122（1）保护层工作面开采时被保护层的大量卸压瓦斯涌入,造成保护层工作面开采过程中回风瓦斯浓度较大的问题,采用顺层钻孔抽采技术,上隅角埋管、插管抽采技术,尾抽巷、高抽巷、底抽巷抽采技术等综合瓦斯治理技术对其进行了治理。结果表明：采用上述瓦斯综合治理技术后,工作面瓦斯抽采率达到87.8%,有效地解决了保护层工作面回采期间的瓦斯问题。     

基于采动岩体裂隙发育规律的放顶煤采空区瓦斯治理模式

为研究采动岩体垮落后综采放顶煤采空区瓦斯治理模式,基于采动岩体裂隙发育规律的重要性,针对某矿E1310综放工作面,采用MATLAB研究了采动岩体孔隙率和渗透率的分布规律,采用FLUENT数值模拟软件研究了4种通风方式、6个高抽巷抽采位置和41种抽采负压中最合理的采空区瓦斯治理模式。结果表明:"Y"型通风方式,上隅角瓦斯浓度为3%;高抽巷布置在距底板50 m、距回风巷50 m,上隅角瓦斯浓度降至0.5%;抽采负压为1.9 MPa,瓦斯不超限,工作面氧气浓度为22%。     

走向高位抽采巷抽采采空区瓦斯技术的应用与分析

为了解决综采工作面采空区瓦斯向回采空间和回风隅角涌出而造成的局部瓦斯积聚和超限问题,沿煤层顶板裂隙发育带施工走向高位抽采巷,对采空区瓦斯进行抽采。通过对走向高位抽采巷抽采采空区瓦斯效果和对回风流、回风隅角瓦斯浓度的影响分析,得出走向高位抽采巷末端进入采空区40 m左右时,抽采效果达到峰值,并基本稳定,解决了综采工作面生产期间回风流、回风隅角瓦斯治理难题,杜绝了瓦斯超限事故。     

采空区高位瓦斯抽采技术应用研究

魏家地矿北1103工作面在回采过程中,采空区瓦斯会大量涌入工作面造成上隅角和回风巷瓦斯超限。为治理采空区瓦斯,计算钻孔参数并设计布置方案,在北1103工作面回风巷先后开掘1号、2号钻场,利用高位瓦斯钻孔接续进行瓦斯抽采作业并监测分析上隅角及回风巷瓦斯变化情况。治理结果显示,1号钻场抽采期间,工作面上隅角平均瓦斯浓度为0.48%,回风巷平均瓦斯浓度为0.25%;2号钻场抽采期间,工作面上隅角平均瓦斯浓度为0.37%,回风巷瓦斯浓度为0.22%;平均瓦斯浓度均在0.5%以下,未发生瓦斯超限现象,瓦斯抽采效果显著,治理方法与设计可为相关工程项目提供参考。