斜沟煤矿运输平巷锚杆支护效果数值模拟研究

为了研究巷道在不同支护形式下的受力状态和变形情况,分别对巷道在不同支护条件下的围岩应力和位移进行模拟研究。研究得出了不同支护时巷道围岩的应力和位移分布规律。巷道应用锚杆进行支护可以改变巷道围岩的应力分布状态,对顶板进行支护可以减小巷道顶板下沉量及底鼓量;对巷道两帮进行锚杆支护以后,巷道顶底板移近量稍有增加,两帮移近量大幅度减小。     

平巷烟流滚退火烟羽流模型及其特征参数研究

为研究矿井火灾时期发生烟流滚退时火源区域烟流流动规律,分析了矿井水平巷道火烟浮羽流及顶板射流的成因和特点,并运用环境流体力学及传热学的相关理论,分析了水平巷道火灾烟流滚退规律,结合积分法建立了火烟浮羽流和顶板射流的数学物理模型。通过对滚退烟流与巷壁之间的热交换过程的分析,推导出滚退发生时烟流逆行距离的函数表达式,联合火烟浮羽流和顶板射流数学物理模型,得出求解烟流滚退逆行距离的数学方程式。     

巷道火灾数值模拟研究

为研究水平巷道、水平-上行组合巷道、下行-水平-上行组合巷道(编号分别为1~#、2~#、3~#)在不同的通风条件下,巷道火灾发生时烟气温度、烟气流动的变化规律,采用FDS软件分析了3种巷道的温度与烟气变化规律。研究表明:(1)在通风速率为0时,顶部温度1~#巷道2~#巷道3~#巷道;通风速率为1 m/s时,顶部温度3~#巷道1~#巷道2#巷道;(2)在通风速率为0时,在1#巷道烟气流动均匀向上下游蔓延;2~#巷道在烟气蔓延至下游开口后,烟气流速不断增大,最终完全抑制烟气回流;3#巷道在烟气蔓延至上游开口后,烟气流速不断增大,最终完全抑制烟气向下游蔓延。     

娘姆特煤矿首采工作面运输平巷支护方案数值模拟

娘姆特煤矿首采综放工作面布置在一水平二采区第二区段煤20中,为检验运输平巷支护设计方案的合理性和支护效果,采用FLAC3D数值模拟软件对巷道开挖后未及时支护和采用支护方案支护、巷道围岩的塑性破坏特征、应力分布变化特征及顶板和两帮位移变形特征进行了数值模拟对比分析。结果显示采用支护方案支护后巷道围岩的塑性破坏区域明显减小。     

煤矿火灾后果动态模拟研究

应用流体力学、燃烧学、热力学的原理,建立了发生火灾后烟流的非稳态数学模型,基于此数学模型之上,编制了受污染巷道的动态模拟软件,并讨论了其解法。最后应用此软件对铁法矿务局大隆煤矿的通风系统进行了模拟,从模拟的结果可知：在火灾发生后的第8min时,受烟污染的巷道只限于火灾发生巷道周围的40－46号分支,但随着时间的推移,火风压会增大,烟气质量会增加,当到达第25min时,受火灾烟流污染的巷道变为32－46分支。模拟出火灾后各个时刻污染的动态结果,对于救灾决策和指挥具有重要参考价值。     

深部综放工作面区段平巷合理位置数值模拟研究

巷道维护和冲击矿压问题是矿井进入深部开采后所面临的重要问题。以实际的工作面生产地质条件为基础,模拟分析了区段平巷不同尺寸煤柱对护巷煤柱、实体煤垂直应力及巷道变形的影响,探讨了深部开采护巷煤柱选择问题,研究结果对深部综放工作面巷道布置及支护参数的确定具有很好的参考价值。     

煤矿充填体作用数值模拟研究及其机理分析

为了在建筑物下、水体下和铁路下采煤技术中应用条带开采技术和绿色充填开采技术,采用数值模拟方法,模拟研究了在条带开采后充填与否条件下不同采出率开采方案的煤柱、充填体的受力及变形状态,定量计算了不同采出率开采方案的地表沉陷量;较系统研究了充填体在采动围岩系统中的作用机理。结果表明,通过煤柱和充填体的垂直应力支撑、充填体的侧限作用,充填体能有效改善煤柱和围岩系统的应力条件,而煤柱和充填体的垂直应力与充填体水平应力随着采出率和留宽而变化趋势具有规律性,充填条带开采法是将来"三下"压煤绿色开采的有效途径。     

大湾煤矿保护层开采数值模拟研究

结合大湾煤矿远距离保护层的开采条件,应用FLAC3D软件建立相应的数值模型,模拟在开采2#煤层时,对具有严重突出危险性的11#煤层的保护效果,根据应力、应变分布情况计算相应的卸压角和保护范围,为大湾煤矿进行保护层效果考察工作和安全开采11#煤层提供理论指导。     

乌兰煤矿保护层开采数值模拟研究

根据乌兰煤矿下保护层的开采条件,应用FLAC3D数值模拟方法,模拟计算了7#、8#煤层先行开采后对其上覆的2#、3#突出煤层的卸压影响程度、保护范围(走向、倾向卸压角)等。研究结果对乌兰煤矿今后进行下保护层开采效果考察设计工作以及安全开采2#、3#煤层具有重要的理论指导作用。     

综采工作面进风巷火灾数值模拟研究

为研究综采工作面进风巷发生火灾时的烟气受火源规模和风速影响的变化规律,运用FDS火灾模拟软件,分别设置1、2、5、10、20 MW 5种火源规模,以及1.0～2.4 m/s内8种风速进行火灾模拟,并对不同火源规模和不同风速条件下综采工作面进风巷火灾发生时期的CO浓度、温度和能见度进行了数值模拟对比研究。结果表明：①随火源规模增大,CO浓度增大,CO浓度分布进入稳定阶段所需时间延长,温度上升到达稳定阶段所需时间延长,温度下降速度加快;②随风速增大,CO浓度分布进入稳定阶段所需时间缩短,稳定阶段CO浓度减小,回风巷温度升高;③随风速增大,烟气传播速度加快,出口处能见度可见范围缩小;④随风速增大,火源上风侧CO浓度及温度均降低,烟流逆退距离缩短,超过临界风速后烟气不产生逆退现象。研究结果可为井下工作人员在火灾发生时期安全逃生提供指导。     

矿井火灾数值模拟与分析

文章利用FDS软件建立柳塔煤矿井下12煤通风系统巷道的三维模型;在矿井采空区域遗留矿柱设置火源,采用混合分率燃烧模型模拟火灾烟气蔓延过程;通过对FDS模拟结果进行分析,得到烟气温度、能见度等参数随时间的变化规律,确定火灾危险区域,为矿井实施反风及制定反风应急预案提供理论依据。     

火灾火源的数值模拟方法

本文采用Ｒｅｙｎｏｌｄｓ时均方程和ｋ－ε双方程组成的偏微分方程组来模拟火灾时期火源附近的速度场、温度场、浓度场的分布情况，讨论了二维偏微分方程组的求解方法步骤，并以实例说明了程序的应用。     

煤矿采空区瓦斯抽放数值模拟研究

查明不同抽采方案下采空区瓦斯抽放效果,能够为矿井瓦斯灾害防治提供一定的参考依据。基于气体流动的连续方程、动量方程和能量方程,建立了工作面瓦斯抽放模型,并应用FLUENT数值模拟软件,对工作面埋管抽放,埋管抽放与高位钻孔抽放,埋管抽放、高位钻孔与上隅角综合抽放3种方案的抽放效果进行模拟,结果表明:采用埋管抽放、高位钻孔与上隅角综合抽放时,工作面瓦斯浓度下降到1%以下,抽放效果最好。现场应用结果也表明,采用了综合抽放工作面瓦斯抽放率达到60%以上,回风巷瓦斯浓度超限得到了有效地控制,满足了安全生产的需要。     

李村煤矿开采沉陷规律数值模拟研究

运用FLAC3D软件对李村矿8301工作面推进对地表移动和变形进行数值模拟研究,从地表沉降量、倾斜变形量、水平移动量、水平变形量这4个方面进行了观测和分析,得出了李村矿开采地表沉陷的基本规律,为治理该地区地表沉陷提供了理论依据。     

矿井掘进巷道入口火灾的数值模拟研究

以2010年重庆石壕煤矿掘进巷入口壁挂电缆火灾为背景,基于FDS火灾仿真软件对掘进巷入口处火灾的温度、气体浓度进行数值模拟研究。结果表明,受火源热风压作用,高温烟气浮升使巷道温度呈"上高下低"、沿程迅速衰减的分布特征,在远离火源的掘进面,温度可降至约50℃。烟气来临会使测点的O_2浓度迅速下降(16%)、CO浓度迅速升高(0.14%),是主要致命因素,掘进面的遇险矿工合理使用自救器和压风、压水管路规避致灾因子,可维持生命、等待救援。     

煤矿回采工作面煤岩稳定性数值模拟研究

对煤矿顶底板煤岩体物理力学性质进行试验,得到煤样和岩样的基本物理力学参数,并利用ANSYS有限元分析软件对巷道回采过程中采场周围煤岩体应力变化及塑性变形进行系统的数值模拟研究,得出回采过程中工作面走向和倾向应力变化数据,进而分析出顶板变形破坏的规律,为矿井的合理支护提供依据。     

常村煤矿冲击矿压数值模拟研究

根据常村煤矿的采掘工艺和地质条件,分析了其冲击矿压频繁发生的原因,通过数值模拟研究了工作面开采及巷道开挖前后的应力分布情况,结果表明,在工作面和巷道开挖过后底板的水平应力是不断增加的,而21132工作面进风巷在采掘过程中冲击矿压频繁发生的原因是由于其布置在了应力叠加区域.     

常村煤矿区段煤柱尺寸数值模拟研究

针对常村煤矿区段煤柱尺寸优化问题,采用FLAC3D建立考虑上、下工作面采动影响的数值模型,对煤柱及回采巷道围岩进行分析。结果表明:现场煤柱宽度27m条件下,回采巷道在报废时煤柱两侧塑性破坏范围及应力峰值不对称,弹性核宽度减小至13m;考虑安全系数1.3,则煤柱宽度增加至35m较为合理;工作面距测站50m~60m时煤柱应力及塑性破坏范围开始快速增大,巷道变形量也开始快速增大,因此超前支护距离应大于60m。     

基于Ventsim的复杂矿井火灾数值模拟研究

为研究复杂矿井火灾的烟气扩散规律和火风压影响范围,利用Ventsim进行某金矿3种不同工况(工况1、2位于斜坡道,工况3位于主进风巷道)条件下的火灾模拟,并研究火灾发生时的风压变化及烟气扩散规律.模拟结果表明:火风压影响程度随火源距离增加线性下降;根据各工况模拟的烟气扩散时间,矿井需在700 s内进行反风并组织工作人员...     

矿井带式输送机火灾蔓延规律数值模拟研究

为了掌握运输巷火灾蔓延及烟气运移的规律,基于12 m×0.7 m×0.9 m的矿井巷道火灾模拟实验台,建立了尺寸为11 m×0.5 m×0.4 m的FDS相似模型;设定火源功率:Q=2.51 kW,风速范围:0~0.8 m/s,利用FDS相似模型分别模拟火灾演变过程巷道内的温度场分布情况、烟气运移情况及带式输送机火灾蔓延情况。结果表明:纵向通风是改变巷道火灾温度场分布与烟气扩散的主因,火灾平均蔓延速率与风速成正比,风速对带式输送机火灾的温度场、烟气扩散及火灾蔓延速率影响显著。