应用示踪技术检测矿井采空区漏风

在矿井中,绝大部分自燃火灾由采空区漏风引起.针对采空区各种漏风风流的状况,应用不同的示踪技术和方法进行检测,可以估计出矿井中的漏风通路,以判断漏风方向、计算漏风风量、划定自燃危险区域等,为防治采空区煤炭自燃,保证采煤工作面安全生产提供了依据.     

采空区通地表漏风状态下的矿井诱导通风系统研究

承德铜矿采用有底柱分段崩落法开采,随着地下矿山开采进展及采空区增大,出现采空区通地表漏风现象,受采矿方法所限,漏风通道不能通过充填、封堵且与地表相通,对矿井通风系统的稳定性影响非常严重。通过分析该矿山采空区漏风特点,建立了采空区通地表三维物理模型,并基于Fluent软件对采空区通地表漏风风速流场规律进行了数值模拟。研究表明:采空区通地表漏风条件下,工作面及采空区流场的分布在各方向上具有明显的分区规律。漏风采空区通道距工作面越近,对工作面风流影响越大,采空区风流趋向一定的规律向回风巷道移动;当漏风速度较小时,在漏风通道和工作面的采空区风流大致呈“U”形流动,越靠近工作面风流越大。根据上述分析,提出利用通地表采空区回风,将漏风通道加入通风网络中,在风向最易改变点来诱导通地表采空区回风,形成诱导通风系统,重建通风系统动态模型。针对控制采空区漏风的通风网络进行了诱导通风研究,较好地解决了采空区漏风问题。上述研究反映出,将采空区作为通风回路的诱导通风网络并重新优化通风网络,是解决采空区漏风控制问题的有效手段。     

沿空留巷采空区煤自燃堵漏控风机制数值模拟研究

根据开放式沿空留巷采空区漏风强度较大、风流运移规律复杂的特点,构建了沿空留巷采空区风流运移影响因素指标,建立了Y型通风采空区渗透率分布模型,提出了基于平行四边形面积判定的Y型通风工作面采空区横向氧化带区域划分方法.在漏风源堵漏控风机制分析的基础上,采用数值模拟方法,研究了漏风封堵位置影响采空区风流运移变化规律.试验结果...     

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。     

袁店二矿7_222综采工作面断层对采空区漏风流场影响试验研究

为研究袁店二矿7_222综采工作面内断层对采空区漏风流场的影响,采用采空区预埋束管和双示踪技术相结合的方法,对该下行通风工作面采空区内气体流场进行了试验研究。结果表明:从老风巷密闭墙漏入采空区进风侧"三角煤柱"的漏风强度要比从工作面进风隅角的漏风强度更大;老风巷外密闭墙内漏风风流是由"三角煤柱"流向采空区机、风巷;工作面试验断层在采空区内起到了类似"封堵墙"的作用,导致在7_222工作面采空区进风侧局部区域内构成回风系统,使得从工作面进风隅角漏入采空区的风流又很快从工作面进风侧区域流回至工作面,而在试验断层后方的漏风流,大部分从漏风通道直接流向采空区回风侧,并从回风隅角流出。     

综放工作面瓦斯治理措施

综放工作面通风风流的速压对采空区漏风有较大影响 ,通过改变工作面布置形式 ,改变工作面的通风方式 ,堵塞采空区的主要漏风通道和实现采空区的均压 ,干预采空区的漏风流态 ,达到工作面瓦斯防治的目的     

无煤柱开采工作面相邻采空区连通后漏风规律研究

针对无煤柱开采“Y”型通风工作面采空区漏风严重,相邻采空区连通后漏风规律复杂等特点,以寺河煤矿二号井97312工作面为研究对象,使用SF6示踪气体法测定了漏风区域分布、漏风量和漏风类型,并通过数值模拟分析了采空区内部漏风流场分布规律。结果表明：97311采空区与97312采空区全域存在漏风流;97222巷均为正压漏风,漏风流由97222巷挡矸墙进入97311采空区后,向97312采空区运移;97312工作面进风隅角与回风隅角处形成涡流,导致97312工作面沿风流方向依次形成正压—负压—正压—负压4段漏风区域,部分漏风以涡流形式流回97312工作面,大部分经挡矸墙进入97224巷沿空留巷段;97224巷沿空留巷段以负压漏风为主,但在巷道变形严重和插管瓦斯抽采区域为正压漏风。     

风蚀地貌区浅埋厚煤层采动漏风规律研究

为研究风蚀地貌矿区浅埋厚煤层开采采空区漏风规律,以榆树岭矿井110501工作面为工程背景,通过相似模拟、数值模拟、现场实测相结合的方法对采空区漏风情况进行研究。研究结果表明：110501工作面开采后,裂隙发育至地表,地表漏风裂隙平均间距约为15 m,竖直方向上,距离煤层越近,覆岩下沉位移越大,最大下沉位移量约为8 m;裂隙贯通地表条件下,采空区自燃“三带”范围增大,地表风流为主要风源,风流路径为地表裂隙→采空区→工作面;工作面后方150 m采空区内为主要漏风区域,平均漏风强度为2.29 m³/s,采空区上覆岩层裂隙是主要漏风通道,靠近采空区回风巷侧裂隙漏风能力最强。研究结果可为风蚀地貌矿区浅埋厚煤层开采时工作面通风和采空区自燃危险区域判定提供参考。     

有自燃倾向煤层矿井中的通风状况

研究西顿巴斯各矿井中的通风和火灾危险性表明,在留护底煤、采区直流通风和有断层的情况下,会出现内因火灾发展的条件。在煤低温氧化期间漏风风流不稳定性增大会促使氧气向自燃源运动,在自燃期间该风流的不稳定性可破坏热积聚过程。在自燃煤层中必须提高风流稳定性。改变采空区漏风稳定性不能消除个别地点热量积蓄的可能性,因此提高其不稳定性不能用于预防采空区内因火灾。在有单向风流和巷道之间留煤柱时沿裂隙的对角线漏风会促使自燃发展。利用双工作面有利于采空区煤炭自燃,沿集中平巷回风对自燃煤层更不利。不允许两工作面串联通风…     

采煤工作面空气幕隔热技术

针对采煤工作面降温时风流漏入采空区进行热交换,再将采空区的热量带入工作面,影响工作面降温效果的问题,提出了一种利用空气幕阻隔风流进入采空区的技术并对采空区漏风量及热量进行计算。在工作面液压支架下方两柱之间设置1组空气幕,防止风流进入采空区。选取唐口煤矿1302工作面作为仿真模型,运用ANSYS FLUENT软件对阻隔风流前后工作面三维空间内温度场的分布特点以及变化规律进行数值模拟。结果表明:采用空气幕后在漏风影响的区域内温度下降较为明显,温度降低接近2℃,此时工作面内大部分区域温度≤26℃。     

麻家梁矿近距离煤层开采工作面漏风规律研究

针对近距离煤层开采过程中采空区漏风通道、漏风规律复杂的难题,以麻家梁矿14201综放工作面为研究对象,详细介绍了近距离煤层开采时采空区漏风影响因素,并通过布置测点对14201工作面漏风规律进行分析研究,监测数据表明,工作面区域通风量随工作面风流的流向逐渐降低,工作面区域漏风量随工作面风流的流向逐渐增加,距离胶带顺槽50~75m的范围为工作面通风量最小,漏风量最大的区域,该区域升温煤层氧化升温速度快、自燃危险性高,是14201工作面在生产期间防灭火的重点区域。     

基于调压通风的复合采空区自燃与瓦斯协同防治模拟研究

针对四台煤矿404盘区8403工作面调压通风条件下的复合采空区自燃与瓦斯协同防治问题,采用数值模拟手段研究了不同调压参数下的复合采空区漏风、氧气、瓦斯分布特征与变化规律,以漏入采空区的新鲜风流不导致遗煤自燃和涌入工作面的瓦斯气体不超限作为调压的上、下限指标,确定合理的调压界限。结果表明：复合采空区漏风量随工作面风压提高而线性增加,瓦斯被漏风稀释并压入采空区深部,氧气分布范围不断扩大,回风侧氧气分布的增加幅度明显高于进风侧;增压80 Pa时,下层采空区散热带与氧化带宽度的增幅分别为56.25%、22.5%,上层采空区氧化带宽度增幅55.56%;以60～80 Pa作为工作面的最佳调压区间,可保障上隅角瓦斯体积分数降到0.8%以下,同时漏入复合采空区新鲜风流不引起遗煤自燃。     

用水汽雾预防井下自燃

湖南省涟邵矿务局洪山殿煤矿是自燃火灾比较严重的矿井,在预防井下采空区自然发火的过程中,采用了水汽雾防火方法。即用雾化器将水溶液制成水汽雾,水汽雾在漏风风流的带动卞,进入采空区漏风地点,实践证明,水汽雾不但可以延长自然发火的时间,而且还有利于采空区的密实,阻止向采空区漏风。     

“U+I”型孤岛工作面采空区漏风规律及其对自然发火的影响

为了很好的掌握阳泉二矿80509"U+I"型孤岛工作面的自然发火规律,通过运用单元法对工作面的漏风情况实测,以及利用FLUENT软件对采空区的漏风流场进行数值模拟,得出"U+I"型工作面情况下的采空区漏风流场;根据自燃"三带"的渗流风速划分标准得出"三带"的范围;并根据采空区风流流场情况详细分析了采空区漏风对自然发火的影响,为采空区防灭火技术实施提供理论依据。     

综放工作面采空区自然发火的数值模拟研究

采用有限元数值模拟方法求解了综采放顶煤工作面采空区风流运动规律的三维非定常气体渗流方程, 用该数值计算模型（ 软件程序） 能够较为有效地反映出采空区内的风流压力和速度分布情况, 结合实例, 给出了采空区内自然发火影响带与漏风风量的关系．     

埋管抽采参数对采空区自燃特性影响研究

为了提高采空区埋管抽采效果,以开滦集团吕家坨煤矿5877Y工作面为研究模型,通过COMSOL软件模拟不同埋管抽采参数条件下,采空区漏风流场和氧浓度场的变化规律,得到最优瓦斯抽采参数。研究结果表明:随着埋管长度的增加,采空区氧浓度分布情况变化较小,而漏风风流的汇集端不断向采空区深部位移,最佳埋管长度为30m;埋管半径的增加导致采空区"自燃带"逐渐变宽,漏风流速逐渐增大,最佳埋管半径为120mm。埋管抽采参数的确定对采空区瓦斯治理和火灾防治具有重要意义。     

浅埋藏工作面漏风特征及堵漏效果检验

基于浅埋藏煤层采空区受地表裂隙诱导漏风的影响,从采空区煤自燃防治为出发点,以磁窑沟煤矿10-2号煤层10202工作面为研究对象,通过示踪气体,得到了浅埋藏工作面漏风特征。并通过堵漏技术措施前后漏风对比分析,验证了工作面堵漏效果。研究结果表明:进风巷至工作面倾向30m左右范围内为漏入段,倾向30m至回风侧为漏出段,且地表漏风通道存在;进风风流漏入采空区风量为161.2m3/min,地表漏出风量90m3/min;实施封堵措施后,进风风流漏入采空区降低到76.1m3/min,地表漏风降低到24m3/min。整体漏风量与堵漏技术实践前后降低了85.1m3/min,堵漏效果比较显著。通过对漏风及堵漏实践的分析,识别了工作面漏风特征及堵漏效果,对指导矿井的防灭火实践具有重要的现实意义。     

切顶卸压沿空留巷回采工作面Y型通风漏风规律研究

为研究切顶卸压沿空留巷下Y型通风漏风规律,以发耳矿31004工作面为工程背景,提出标定界限法测量采空区碎胀系数,推导出采空区多孔介质模型孔隙率及渗透率分布规律;结合FLUNET数值模拟软件,对不同Y型通风模式、不同风量及不同留巷长度下Y型通风风流场分布规律及漏风情况进行分析.相同配风量下,"两进一回式"Y型通风模式下的...     

Y型通风系统采空区漏风规律相似模拟实验研究

根据漏风阻力定律、流动相似理论和几何相似规律,建立了相似模拟通风系统及采空区模型。模型采用Y型通风系统,用能位测定、示踪技术,研究瓦斯浓度分布等技术手段得出风流在采空区内漏风规律,为准确划分自燃氧化"三带"的范围提供了依据。     

阳煤二矿80509孤岛综放工作面漏风规律及对自然发火的影响

阳煤二矿80509孤岛综放工作面四周均为采空区,漏风规律复杂多变。通过研究得出:孤岛工作面采空区漏风量比正常开采工作面漏风量大,工作面的尾巷位置成为采空区漏风流的集中汇,自然发火危险性较大。孤岛面由于在相邻工作面开采期间提前进行了卸压,对煤体瓦斯进行了放散,瓦斯涌出量相对较低。在保证工作面瓦斯浓度不超限的情况下,尽量降低高抽巷的抽放负压。当回风流和尾巷瓦斯浓度不超限时,可将高抽巷关闭。由于孤岛综放面均与四周采空区连通,故其易自然发火的地点有:开切眼和停采线以及相邻工作面采空区。