高抽巷抽采负压优化的数值模拟

基于山西某矿9101工作面的实际情况,利用Fluent模拟软件针对高抽巷不同抽采负压对采空区瓦斯分布规律的影响进行研究。结果表明:采空区在高抽巷不同抽采负压下均呈高瓦斯区域逐渐减小,低瓦斯区域逐渐增加的趋势,采空区内回风侧瓦斯浓度降低的速度比进风侧采空区大,且距离工作面越近,高抽巷瓦斯抽采的影响越明显;随着高抽巷抽采负压的增加,高抽巷抽采混量和抽采瓦斯纯量都逐渐增加,抽采负压超过12 k Pa后,抽采瓦斯纯量增速明显减小;抽采瓦斯浓度呈先增大后减小的趋势,当抽采负压为12 k Pa时存在1个峰值即14.25%,综合考虑高抽巷抽采瓦斯纯量和瓦斯浓度的变化,确定9101工作面高抽巷抽采负压为12 k Pa左右最合理。通过现场实测的采空区瓦斯浓度值与模拟值基本吻合,误差在工程允许的范围内。     

高抽巷抽采下采空区注氮对煤自燃氧化带的影响

为了研究高抽巷抽采与不同注氮条件结合下采空区自燃氧化带的分布变化规律,在高抽巷抽采条件下,设置6种不同的注氮释放口位置和4种不同注氮量,研究进、回风侧采空区自燃氧化带的宽度及其距工作面距离的分布变化情况.结果 表明:设置高抽巷可以促使煤自燃氧化带向采空区内部移动,且氧化带宽度增加;位置点5为最佳注氮释放口位置,此时进风...     

赵庄矿高抽巷抽采负压优化模拟研究

为研究高抽巷抽采负压对治理采空区瓦斯的影响并寻求最优抽采参数,以赵庄矿1309工作面为背景,通过数值计算得到布置垂高应为25m,平距应为20m。通过FLUENT软件对进行高抽巷不同抽采负压条件下的数值模拟,并采用UDF程序定义采空区参数使模拟结果接近实际。模拟结果表明：在无抽采模型下,工作面上隅角瓦斯浓度最高可达18%,影响安全回采。高抽巷抽采条件下增大抽采负压,采空区瓦斯浓度降低,上隅角附近的低瓦斯浓度区域由不存在逐渐扩大。高抽巷瓦斯体积分数及抽采纯量在抽采负压高于20kPa后增量趋于平缓。为保证抽采效果同时避免采空区漏风,确定合理抽采负压为20kPa。现场实测高抽巷瓦斯抽采纯量平均为43.93m/min,与模拟结果基本吻合。     

高抽巷负压对采空区瓦斯涌出和自然发火的影响

为了使瓦斯高抽巷达到最佳的抽采效果,通过数值模拟,得出郑煤集团某矿顶板瓦斯高抽巷正常抽采期间的最优抽放负压,以期为具有自然发火的高瓦斯矿区顶板瓦斯高抽巷抽放参数的合理确定提供科学依据,从而实现矿井瓦斯防治和防灭火工作的协调统一。     

走向高抽巷合理层位确定的数值模拟

采用FLUENT对于一缘煤矿150109工作面不同位置走向高抽巷抽放瓦斯效果进行数值模拟,确定出高抽巷最佳抽放位置即垂直方向距离工作面底板40 m,水平方向距离回风巷35 m,与工作面实际高抽巷位置相差不大。它能够有效地治理上隅角瓦斯超限,有利于工作面的高效生产。     

高抽巷位置对瓦斯抽采效果的数值模拟研究

针对石港矿15#煤层瓦斯涌出特征,采用高抽巷抽采邻近层的高浓度瓦斯,但是随着工作面不断地向前推进,采动裂隙带的不断变化和破坏,使得顶板高抽巷发生变形破坏,从而直接影响了邻近层瓦斯的抽采效果,通过实测数据和数值模拟的研究分析,高抽巷合理的位置是制约邻近层瓦斯抽采的重要因素。     

高抽巷的合理空间层位及抽采效果分析

为解决综放面、采空区及上隅角瓦斯频繁超限问题,以五阳煤矿7603综放面为工程背景,提出了高抽巷抽采瓦斯方案,通过理论计算得到高抽巷与煤层顶板垂直距离为35m,与回风巷水平距离为40m;利用数值模拟对5种方案下瓦斯抽采效果进行分析,得到当高抽巷位于层位2时,即S=40m,H=35m时瓦斯抽采效果最好,上隅角和回风巷瓦斯浓度为0.5%~0.7%;工业性试验结果表明:正常生产期间回风巷瓦斯浓度在0.5%~0.6%范围内,上隅角瓦斯浓度在0.6%~0.8%范围内,瓦斯浓度能够控制在0.8%以内,保证了7603综放面正常安全高效生产,为类似条件工作面回采提供指导。     

义安煤矿顶板走向高抽巷的层位选定

为了解决义安矿工作面瓦斯涌出量大,上隅角瓦斯浓度经常超限问题,依据覆岩采动裂隙演化规律和"O"形圈理论,提出在工作面顶板布置高抽巷抽采采空区瓦斯,通过理论计算与数值模拟对采空区上覆岩层"两带"高度范围进行研究,确定裂隙带发育范围。而为了防止高抽巷被破坏,将高抽巷的设计层位选定为1.5倍采高。     

常村煤矿高抽巷层位优化研究

以常村矿2105工作面为背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对高抽巷层位进行了研究。结果表明:为解决工作面上隅角瓦斯积聚问题,常村矿2105工作面应采用低层位高抽巷,其在垂直高度上不应高于顶板15 m,水平方向应布置在距离回风巷16～20 m范围。     

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。     

高抽巷合理位置的数值模拟及应用效果分析

针对工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯浓度高的难题,在对采空区覆岩移动规律及瓦斯运移规律分析的基础上,通过理论计算、数值模拟和现场应用,对高抽巷与煤层顶板不同高度、与回风巷不同平距条件下,抽放瓦斯效果进行研究,结果表明:与煤层顶板高度取20 m、与回风巷平距取14 m时为高抽巷合理布置位置;现场抽放过程中瓦斯抽放率均在38.1%以上,瓦斯体积分数最高可达40.6%,平均为35.0%。研究结果稳定、可靠,能有效解决工作面及上隅角瓦斯超限问题,可为类似工程问题提供参考。     

高抽巷合理层位相似模拟的研究

为研究煤层开采对覆岩的移动破坏规律,获得覆岩的破坏范围,从而确定高抽巷的布设位置,以淮南刘庄矿151305工作面为研究对象,建立了倾向和走向模型。通过相似模拟的方法在煤层走向及倾向上结合应力场、裂隙场以及瓦斯场,验证对上覆高瓦斯煤层实行煤与瓦斯共采这一战略的可行性。通过模拟,得出煤岩体水平变形和竖直位移变化规律并监测岩体内应力变化情况,并以此为依据,确定高抽巷的位置。结果表明:从回风巷开始向采空区沿走向延伸12 cm并以55°角度向上和在回风巷处以114°角度向上的范围内,布置高抽巷时,既有利于巷道完整性的保持,同时与裂隙发育区沟通的离层裂隙也有利于采空区瓦斯的抽采。     

高抽巷合理层位研究及分期配抽采空区瓦斯技术

针对郭庄煤矿采空区和邻近层瓦斯大量涌入回采工作面造成的上隅角超限频繁的问题,利用顶板裂隙移动规律及岩石物理力学参数,确定了高抽巷的最佳布置层位,经在3316回采工作面试验表明:第2阶段高抽巷小幅度开启抽采瓦斯最大浓度9.4%,瓦斯纯量4.65 m³/min,上隅角瓦斯浓度能控制在0.5%以内;第3阶段高抽巷全面开启抽采瓦斯浓度稳定在3%～4%,高抽巷混合流量225.21 m³/min,纯流量8.11 m³/min,上隅角瓦斯浓度能控制在0.4%以内。高抽巷分段配抽有效保障了工作面回采安全。     

高抽巷抽采对煤自燃带影响的理论分析

为研究高位巷道瓦斯抽采对煤自燃三带分布的影响,从理论方面分析高位巷道瓦斯抽采条件下,漏风通道的形成机理及其漏风动力来源,高位巷道与采动裂隙带相互贯通形成立体漏风通道,负压抽采及内生火风压联合作用产生漏风动力.推导出高位巷道负压值与采空区深度x处漏风比流量的关系式,分析表明高位巷抽采会增大进风侧自燃带的宽度,缩小回风侧自...     

塔山煤矿高抽巷布置层位及支护研究与应用

为保障塔山煤矿8222高抽巷围岩的长期稳定,通过理论计算、模拟研究、工业性试验等手段,系统研究采空区覆岩运移特征,探究高抽巷布置层位、支护参数对于表面变形量、应力集中程度的影响,确定高抽巷的合理位置和支护参数,并进行工程应用。结果表明：将高抽巷布置在裂隙带内并采用锚网索支护,可有效控制巷道表面变形破坏和顶板岩层离层,为高抽巷在工作面回采期间发挥作用提供了有力保障。     

高抽巷抽放速率对采空区复合灾害防治的影响研究

为研究高瓦斯矿井采用高抽巷防止采空区复合灾害的发生,以山西大同塔山矿13190工作面工程地质条件为背景,通过现场调研、理论分析、数值模拟和工业性试验等手段,对13190工作面的风量分布、瓦斯治理效果和氧化带宽度进行了风险分析。结果表明：随着抽放速率的提高,可有效保证通风稀释瓦斯的安全性,但同时漏风量的增加使得氧化带宽度增大。通过对采空区CH₄体积分数、漏风量和氧化带分布变化进行风险评估,确定合理的抽放速率为180 m³/min,并通过现场工业性试验进行了验证。研究成果可为类似条件工作面回采过程中高抽巷抽放速率的优化调整提供依据。     

顶板高抽巷在鸡西矿区的应用

鸡西矿区通过采用顶板高抽巷抽采技术,实现了对绝对瓦斯涌出量大于30 m3/min的采面的安全高效回采。顶板高抽巷在瓦斯抽采中所起的作用越来越大,已占鸡西瓦斯抽采总量的32%以上。     

走向高抽巷最优垂直高度数值模拟研究

文章针对工作面和上隅角瓦斯超限问题,提出利用高抽巷进行抽采的方法进行处理。为确定高抽巷的最佳合理垂距,在水平距离确定的条件下,采用Fluent进行数值模拟,分析了垂距为33m、36m、39、42m时,瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采纯量的变化,得出高抽巷高度为39m时,瓦斯抽采效果最好;上隅角瓦斯浓度随高抽巷垂距增加增大,但都在安全范围内,最终确定最优层位高度为38m。     

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。