U型通风方式采空区漏风流场和瓦斯分布规律研究

在分析了采空区漏风的基础上,通过Fluent软件,对采煤工作面的U型通风方式进行了模拟。通过模拟结果对采空区漏风风流的分布和采空区的瓦斯流动分布以及漏风对采空区自燃三带的影响进行了分析,发现了在U型通风方式下,漏风对采空区的风流分布、瓦斯流动分布及自燃三带分布的普遍规律。这一发现对于指导U型通风方式下的瓦斯抽放、瓦斯防治和防灭火具有指导意义。     

尾巷对采空区瓦斯流场影响的数值模拟

以数值模拟为主要手段,结合现场实际,分析了尾巷对五虎山煤矿1201工作面采空区瓦斯流场的影响,结果表明:尾巷对工作面采空区瓦斯流场的影响主要体现在上隅角附近,能有效地降低上隅角瓦斯浓度;尾巷对工作面采空区瓦斯流场的影响主要集中在采空区回风侧,且距离底板越远,尾巷在水平方向的影响面积越小;1201工作面瓦斯涌出大部分来自上邻近层,涌出的瓦斯易积聚在采空区上部,尾巷对工作面及采空区瓦斯流场的影响区域有限;高位钻孔终孔布置在其上覆岩层中,尾巷对1201工作面高位钻孔的抽放基本不产生影响。研究结果为接续无尾巷工作面的瓦斯治理工作提供了依据。     

U形通风下采空区瓦斯运移分布规律模拟与实验研究

利用数值模拟技术与相似材料模拟实验,对汾西润泰井矿正明煤业有限公司0401工作面采空区瓦斯分布规律进行研究。数值模拟与相似模拟进行相互修正,印证了采空区瓦斯区域划分研究的科学性、合理性,从而为煤矿生产中采空区瓦斯灾害的防控工作提供了理论参考。     

采空区瓦斯流场分布规律及埋管参数研究

针对马堡煤业“U”型通风工作面上隅角瓦斯超限频繁,严重制约安全高效生产的难题,通过FLUENT软件模拟得到马堡煤业综采开采条件下采空区瓦斯分布,研究现采采空区瓦斯流场分布规律,结合现场试验考察,得到具有指导意义的综采采空区瓦斯运移规律和合理的采空区埋管参数。     

注氮对采空区瓦斯浓度分布的影响

<正> 一、引言 高沼气矿井在采用综采放顶煤开采厚及特厚煤层时,放落的顶煤将释放大量的瓦斯,造成采空区大量的高浓度瓦斯积聚。采空区涌出的瓦斯受风流机械扩散作用的影响向工作面上隅角及综采支架顶部运移。尤其在采空区注氮防火中,由于注氮改变了采空区内的瓦斯分布状态,采空区瓦斯可能涌入工作面风流中致使瓦斯浓度超限,影响采空区注氮防火效果。为了有效地治理工作面瓦斯,提高采空区注氮防火效果,必须研究在注氮条件下采空区     

瓦斯稀释器对工作面流场分布的影响

为得到瓦斯稀释器对工作面流场分布的影响,利用Fluent数值模拟软件对有、无瓦斯稀释器条件下的工作面流场分布规律进行了研究。结果表明:工作面沿程0～95 m,有、无稀释器条件下的风流均在工作面沿程前端漏入采空区,在中后端由采空区漏向工作面;在工作面沿程95～100 m,无稀释器时风流由采空区漏向工作面,有稀释器时风流则由工作面漏入采空区。工作面沿程0～96 m,有、无稀释器条件下的瓦斯浓度均呈逐渐增大的趋势,但在工作面沿程31～64 m稀释器的布置增大了工作面的瓦斯浓度。在工作面沿程96～100 m稀释器的布置则使得工作面瓦斯浓度得以降低。瓦斯稀释器的布置可以使得更多的风流流经工作面上隅角,从而降低工作面上隅角瓦斯浓度。     

Y型通风采空区风流和瓦斯分布数值模拟研究

目前,很多煤矿开始运用两进一回Y型通风方式(机巷和风巷进风,沿空留巷回风),来解决上隅角和回风巷瓦斯浓度超限的问题。为了掌握Y型通风采空区风流与瓦斯运移的分布规律,根据现场实际首先运用Gambit建立了两进一回Y型通风采空区物理模型,并进行网格划分,然后运用Fluent软件对两进一回Y型通风方式采空区漏风流场、漏风量(沿采空区边界风速分布)、自燃三带和瓦斯浓度分布进行数值模拟研究。通过模拟结果得出了,两进一回Y型回采工作面采空区漏风流场、漏风量(沿采空区边界风速分布)、自燃三带和瓦斯浓度分布的一般规律,为治理上隅角、回风巷瓦斯超限及采空区遗煤自燃和瓦斯爆炸提供了理论依据。     

“Y”型通风采空区漏风场和瓦斯流场数值模拟

"Y"型通风方式能够较好地治理工作面上隅角和采空区瓦斯问题,但现场直接测定采空区漏风场和瓦斯流场很困难。通过建立二维解算模型,应用计算流体力学软件fluent对采空区漏风场和瓦斯浓度场分布进行了数值模拟研究,并对不同主副进风巷配风比进行了综合比较,得出配风比为5∶1时瓦斯治理效果最好。     

采空区瓦斯涌出情况对瓦斯浓度及自燃带分布的影响

利用Fluent软件,对采空区瓦斯为均匀涌出、分段均匀涌出及连续涌出条件下的采空区瓦斯浓度及自燃带分布情况进行了数值模拟研究。结果表明:瓦斯均匀涌出时,采空区浅部的瓦斯浓度低于分段均匀涌出及连续涌出下的瓦斯浓度,在采空区深部其瓦斯浓度高于其他2种情况下的瓦斯浓度。针对瓦斯分段均匀涌出与连续涌出2种情况,采空区浅部区域两者瓦斯浓度相差不大;而在采空区深部,前者瓦斯浓度要大于后者。瓦斯均匀涌出时,其自燃带宽度较其他2种情况小;瓦斯分段均匀涌出时,其自燃带宽度比瓦斯连续涌出时略大。对采空区流场进行研究时,将瓦斯考虑为均匀涌出或者分段均匀涌出都是不准确的,应根据采空区瓦斯涌出的实际特点进行研究。     

通风参数优化控制采空区瓦斯涌出

通过对"U"型通风方式采煤工作面采空区的瓦斯涌出方式和来源的分析,探讨了通过通风参数优化控制采空区瓦斯涌出的机理,并在2101工作面进行了现场的测定和考察,确定了2101采煤工作面控制瓦斯涌出的最优风量为800～900 m3/min。     

风帘对采空区漏风及工作面瓦斯分布的影响

为得到风帘设置对采空区漏风及工作面瓦斯分布的影响,采用数值模拟方法对有、无风帘条件下的采空区漏风和工作面瓦斯分布进行了研究。结果表明:有、无风帘条件下的采空区漏风及工作面瓦斯分布规律基本一致,采空区漏风在工作面倾向方向的前端由工作面漏入采空区,在后端则由采空区漏回到工作面;在工作面倾向方向上瓦斯浓度呈现逐渐增大的趋势。风帘的设置可减少工作面向采空区漏风量,同时减少了采空区漏回到工作面的风量,以至于可达到降低工作面瓦斯浓度的目的。     

泄排巷对采空区瓦斯分布影响的数值模拟

为了考察泄排巷对采空区瓦斯分布的影响,运用滤流理论建立了采空区瓦斯运移数学模型,模拟研究了无瓦斯泄排巷、有1条泄排巷和2条泄排巷,以及泄排巷位置发生变化时采场瓦斯分布特性。结果表明,泄排巷数目和位置对采空区瓦斯分布有重要影响,其作用相当于漏风汇,能分流采空区瓦斯,从而降低工作面上隅角、回风流及采空区瓦斯浓度,并且泄排巷离回风巷越近,分流瓦斯的效果越好。泄排巷对采空区瓦斯分布的影响上层比下层更大。     

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。     

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。     

双U型通风系统综放开采采空区瓦斯分布规律

利用矿用移动式束管采样、色谱分析系统对成庄矿5303双U型通风系统综放工作面采空区进行定期采样分析、随工作面推进分阶段释放示踪气体测定采空区气体流场、应用CFD模拟技术对采空区瓦斯分布进行数值模拟。模拟结果表明：双U型通风综放工作面在正常生产情况下,高浓度瓦斯在采空区深部沿回风侧逐渐汇集,形成瓦斯富集带,瓦斯浓度最高可达70%;现场实测表明采用CFD模型模拟得到的双U型通风系统综放工作面采空区瓦斯分布规律与现场实测结果相吻合,模拟结果为制定采空区瓦斯抽放措施提供了科学依据。     

地面钻井抽采负压对采空区气体流场分布影响

将采空区视为各向同性多孔介质,构建了采空区气体流场基本闭合方程组,利用FLUENT模拟软件对采空区内部气体流场进行模拟,分析了地面钻井不同抽采条件下的采空区内部气体浓度分布特征,以此研究地面钻井不同抽采负压对采空区气体流场的影响。研究发现地面钻井布置在采空区靠近回风巷20～70 m有利于抽采,且负压抽采可能给采空区带来自然发火的危险,但在采取一定的监控措施下,40～50 kPa的抽采负压是可取的。     

掘进工作面局部通风参数对瓦斯分布影响研究

为了研究矿井掘进工作面瓦斯异常涌出时局部通风参数对于瓦斯分布的影响,利用Fluent软件,建立了巷道三维模型,分析不同通风参数时掘进巷道瓦斯分布情况.研究结果表明:初期瓦斯积聚在巷道底部,在风流和浮力作用下瓦斯向出口和上方运移,风流稳定后,瓦斯积聚在掘进迎头附近下部,后方瓦斯分布较为均匀;风筒布置位置对于回风流瓦斯浓度...     

工作面瓦斯喷出对空间流场分布影响的数值仿真

以华泰矿实际情况为依据,在U型上行通风条件下,利用Fluent流体数值仿真软件,模拟了正常采掘过程中采煤工作面发生的瓦斯喷出过程,并研究了瓦斯喷出对巷道内风流以及瓦斯浓度分布的影响.可为矿井了解瓦斯喷出的影响、制定瓦斯喷出应急处理措施等提供理论依据.     

王庄煤矿6206综放面采空区瓦斯流场及浓度分布规律研究

利用计算流体力学(CFD)软件Fluent对6206综放面回采不同区段时采空区瓦斯流场及浓度分布进行了数值模拟,得到了J型通风条件下的采空区流场及瓦斯运移规律。结果表明,采用J型通风系统可减少采空区向上隅角的集中漏风,对有效解决工作面上隅角瓦斯积聚有着重要的作用。     

高位钻孔抽采采空区瓦斯时渗透率对瓦斯分布影响的模拟研究

运用Fluent模拟不同渗透率下高位钻孔抽采采空区的瓦斯分布,研究分析此区域内3种不同渗透率条件下的瓦斯分布。结果表明:从得到瓦斯爆炸极限的范围分布来看,在煤层垂直方向上由上到下,瓦斯浓度等值线浓度增加,并且由于高位钻孔的影响,在靠近工作面附近,回风侧高瓦斯浓度等值线下降。