巷道断面积对井下测风站位置影响的数值模拟研究

文章设置了不同巷道断面的巷道模型,模拟了风流流动,对不同位置的断面速度分布进行了分析,研究了巷道断面积对煤矿井下测风站位置设置的影响。数值模拟结果表明:巷道断面越大,在巷道转弯处,风流发生紊乱后,越不易达到稳定流动,巷道断面的水平方向比竖直方向更难达到稳定流动,且进口方向对出口方向影响更大,使出口方向达到稳定流动的距离更远。在确定的模型下,经最小二乘法拟合,测风站位置与巷道断面积满足线性关系:y=a+bx。     

矩形巷道转弯后测风站位置的数值分析

提出井下测风站应设在巷道风流的充分发展段,并以某矩形巷道为原型建立六个模型进行数值试验。数值结果表明,进风顺槽测风站合理位置距离转弯处远超10m;不同转弯角度时进风顺槽测风站的合理位置在距离转弯处163~176m之后;模型3在计算表面粗糙度范围内,测风站合理位置在距转弯处144~177m之后。     

某工作面测风站位置的数值设计

针对5-108工作面实际情况,采用数值模拟方法设计进回风顺槽测风站的合理位置。数值计算结果显示,进风顺槽测风站应布置在距风流汇合处120m-125m处,回风顺槽测风站布置在风流转弯之前10m。沿风流方向上,上风侧的扰动影响距离较长,测风员在测风时应注意避开上风侧有行人或车的情况。     

巷道测风站风速传感器平均风速测定位置优化研究

为了得到井下巷道测风站内风速传感器测定巷道平均风速的最佳布置位置,以郑煤集团白坪煤矿井下-175 m水平并联进风石门测风站为研究对象,根据巷道测风站实测通风参数建立测风站巷道风速场CFD计算模型,经现场实测结果与模拟结果对比,验证了巷道测风站风速场CFD模型模拟计算的可靠性。利用巷道测风站风速场CFD模型,对测风站内人员处于极端位置条件下巷道测风站风速场进行定量模拟分析,研究结果表明:巷道测风站的中垂线距巷道底板距离区间3.63~3.64 m为风速传感器最佳布置区域,将风速传感器布置该区域内,可保证测风站附近区域存在人员时测风站内风速传感器的测风精准度,可为巷道精准化测风工作提供指导。     

邻近巷道爆破对既有巷道影响的数值模拟研究

千家坪钒矿由于邻近巷道爆破作业,时常造成既有巷道面向爆源侧片帮。为防止此类灾害扩大,结合矿山生产实际,以实测震动数据为依据,通过FLAC3D软件分析邻近巷道爆破作业对既有巷道造成的损伤。结果表明,爆破震动使既有巷道两帮在水平方向上产生明显的位移,且面向爆源侧变化尤为明显;爆破震动使应力极值及集中区域均发生变化,且面向爆源侧变化最为显著;爆破震动对巷道面向爆源侧边墙中上部稳定性影响最大,同一侧拱顶及墙脚受到的影响较小;背向爆源侧则几乎无影响。     

巷道断面积测定仪的研制

为解决井下巷道断面形状的测定费力费时问题,研制了具有运算机能并可在现场直接得到测定结果的机械式断面积测定仪。测定仪由带微处理机的运算部分和测定部分组成,可精确测定巷道断面积和周长。 1.测定原理测定仪的测定部分是利用从仪器中心伸出来的旋转臂和通过该臂中心引出来的测定线,每转一定角度,即可测定出仪器中心和巷道帮壁之间的距离(如图1所示)。     

巷道断面积测定仪的研制

引言煤矿通风不仅对安全是必不可少的,而且,作为解决目前开采转向深部时地热引起井下温度升高问题的一个措施,也起到一定作用,因此,通风管理必须更为合理。对通风管理来说,巷道形状,特别是断面积及其周长是计算风量和风阻所必需的基础数据。     

厚煤层回采巷道开挖位置选择数值模拟

利用数值模拟软件,分析了厚煤层中巷道不同开挖位置时巷道围岩的稳定性。运用FLAC3D数值模拟软件建立了三维数值计算模型,对沿顶板和底板掘进巷道进行了数值模拟分析。分析了巷道开挖后巷道围岩的位移场、应力场分布和围岩塑性区分布。分析表明,在厚煤层的情况下,巷道布置在顶板的塑性区范围小于在底板时的范围,2种布置方式的应力分布特征变化不大,沿底板掘进时,帮部和顶板的垂直和水平位移都较大。总的来看,巷道布置在顶板优于布置在底板。     

井下烟道在巷道火灾中的作用数值模拟

以火灾动力学软件FDS(Fire Dynamics Simulator)在矿井巷道火灾中模拟方法为主线,建立了巷道中有无顶棚烟道的研究模型,对发生火灾时巷道温度场以及烟气变化情况进行探究。通过实验分析表明,设置顶棚烟道对巷道火灾烟气流动起到一定的抑制和疏导作用;随着风速增加,巷道中温度明显下降,热流快速分散,利于人员安全疏散。     

动载方向对巷道冲击影响的数值模拟研究

为研究动载方向对于诱发巷道冲击矿压的影响,运用FLAC2D中的动态模块,研究分析了不同动载方向下震动波在巷道顶板传播的速度、位移和加速度的变化规律以及震动波引发的巷道顶、底板和左、右帮速度和加速度变化规律,为预防冲击矿压提出相应技术措施。     

数值模拟方法在巷道支护设计中的运用

由于巷道围岩具有很多的不确定,采用一些传统的支护方法分析问题越来越不安全。近些年,随着计算机技术的飞速发展,使得非线性数值模拟软件在巷道支护设计方面的运用越来越多,起到了重要的指导作用,给方案设计提供有价值的参考数据。     

软岩巷道支护数值模拟效果分析与研究

利用数值模拟软件对理论研究得出的耦合方案进行计算,模拟结果说明在耦合支护作用下,各个支护结构之间相互配合,钢筋网和混凝土喷层提供较强的刚度和强度,使得巷道围岩能够形成一个整体承载圈,巷道浅表围岩位移量基本保持一致。工作面回采时,耦合支护的支护效果比工字钢梯形棚支护对顶板和左帮的控制效果更加出色。     

巷道断面突变对突出冲击波传播的影响

为了研究巷道断面突变对突出冲击波传播的影响和冲击波超压冲量的破坏作用,利用自行搭建的煤与瓦斯突出冲击波传播实验系统,结合三维变截面巷道冲击波传播数值模型的建立,基于实验室实验和数值模拟的方法,研究了不同初始瓦斯压力下突出冲击波在断面突变巷道中的传播规律。结果表明:突出后巷道内压力变化可划分为冲击扰动初始阶段和压力衰减阶段,其中冲击扰动初始阶段冲击波超压峰值大于压力衰减阶段压力峰值,且前者超压冲量小于后者;以初始压力为0.6 MPa为例,计算得出压力衰减阶段超压冲量比冲击扰动初始阶段高52.4%,总冲量随冲击波传播呈先衰减后增大的规律;突出发生后,冲击波超压先随距离发生衰减,当冲击波从断面突变前的大直径巷道传入后方小直径巷道,因壁面反射形成局部高压区,超压强度在截面前0.65 m处增大,出现先衰减后增大的变化规律。     

UDEC数值模拟在回采巷道支护设计中的应用研究

采用现场实测与数值模拟相结合的方法,运用UDEC数值软件定性与定量研究了关岭山煤矿15#煤层大断面巷道锚杆支护围岩的受力、变形及其破坏方式,经综合比较得出了合理的锚杆长度、直径和间排距等支护参数。     

巷道断面优化新方法

文章首先用数学方法分析了通风巷道从开始掘进到通风期满所需要的各类费用和巷道断面的关系,然后以刘东煤矿为例,创造性的从经济合理和风压平衡的角度来优化巷道断面。按该方法来确定的巷道断面,不仅提高矿井的经济效益,还简化了通风系统优化的工作,现场应用效果非常好。该方法也为类似矿井通风系统的优化工作提供了一定的参考价值。     

上覆岩层对巷道围岩影响规律 的数值模拟分析

某钨矿+496m水平运输巷道7线与11线之间被F2大断层切割,岩体破碎,同时竖井掘进出来的废石被直接堆放至+496m水平运输巷道地表,加剧了+496m水平运输巷道F2断层破碎带附近区域的岩层移动。用FLAC~(3D)数值软件进行了巷道开挖后的模拟,模拟了巷道上覆岩土动态加载对巷道围岩变形的影响情况。根据不同的地质特征,为数值模拟提供实效的参数,确保数值模拟的准确性,为支护模拟提供数据依据。     

深部软岩巷道注浆扩散规律的数值模拟研究

为了研究软岩巷道破碎岩体注浆扩散规律,以裴沟煤矿深部42采区巷道为背景,建立了注浆液体扩散的数值计算模型,采用离散元软件分析了5种不同注浆压力和5种不同水灰比条件下浆液扩散特征,研究表明影响浆液扩散半径显著的因素排序为注浆压力大于水灰比,并探讨了巷道围岩径向和切向方向上注浆压力随着距离巷道表面距离增加呈先增大而后衰减的变化规律,但衰减具有差异性,最后进行了注浆效果的检验。研究结果对软岩巷道破碎岩体注浆加固具有很好的参考价值。     

深部巷道支护方案优化设计及数值模拟研究

为了解决打通一矿W2710运输巷道埋深大、围岩强度低,巷道变形严重、支护成本高等问题,在优化巷道断面基础上提出了3种巷道支护方案,并采用数值模拟方法对各方案的可靠性进行对比分析获得优化支护方案,最后对优化方案的可靠性进行现场验证。现场试验表明,W2710巷道支护方案优化后,巷道顶、底板最大移近量为67.22 mm,与优化前相比,巷道顶、底板移近量减小51.33%;巷道两帮变形最大收敛量为59.32 mm,与优化前相比,巷道两帮变形收敛量减小50.11%;设计优化的支护方案能较好地控制巷道的变形,且支护成本显著降低。     

林南仓矿软岩巷道变形控制技术及数值模拟研究

通过对林南仓矿-650m水平轨道石门变形破坏机理的研究,总结了巷道变形的主要原因。设计出了壁后充填的巷道支护方式,通过FLAC3D模拟计算,该支护方式能很好地控制帮顶破碎区,将巷道围岩的应力场和位移场趋于均匀化,控制了围岩的破碎大变形。工程实践证明了模拟计算的准确性,该支护形式很好地解决了软岩巷道的变形问题,保证了矿井的安全生产。     

Research on coal roadway truss and numerical simulation of bolting support effect

According to the research results in world, the paper comprehensively analyzed and gave a demonstration of mechanism of single-truss and its stressing advantage. Comparison and analysis effect were given to single-truss and bolting supporting. By the way of element simulation. The paper shows that single truss supporting have better effect to bolting supporting to improving the stress condition of surrounding rocks, controlling the surrounding rocks plastic failure development zone and deformation effect of surrounding rocks, which provided the elementary theory basis to the research, experiment and expanding the single-truss bolting technology in colliery.