基于移动坐标的采空区自然发火模型研究

通过对采空区内遗煤自然发火过程的分析,利用质量守恒定律和达西定律建立了采空区气体流动的流场模型,利用质量守恒和菲克定律建立了采空区内的氧浓度场模型,根据能量守恒建立了采空区内浮煤的温度场模型,以上3个模型联立即为采空区自然发火模型.根据采空区动态移动的特点,通过引入移动坐标系建立了移动坐标下的采空区自然发火模型,简化了自然发火模型求解.利用有限差分法对模型进行了数值求解,编制了解算软件.以山东古城煤矿2108综放工作面为例进行了采空区自然发火模拟,得出了工作面实际生产条件下采空区内温度分布,并与实际观测结果进行了对比分析,模拟结果与实际观测结果基本一致,从而验证了该自燃模型的正确性.     

一种预测采空区自燃危险区域的新方法——CFD技术的应用

在示踪气体试验的基础上,建立了模拟综采工作面采空区空气、瓦斯流动的数学物理模型,基于VC++6.0环境下对Fluent进行二次开发,分别对工作面正常生产、回风巷侧联巷密闭不严、尾巷密闭不严和高瓦斯涌出等4种情况下采空区氧气及瓦斯的分布进行了预测研究.结果表明:采用CFD模型模拟得到的采空区气体分布规律与现场长期监测结果相吻合;回风巷侧联巷及尾巷密闭不严将极大增加采空区氧气浓度;高瓦斯涌出可以加速采空区的自我惰化,有利于防治采空区自燃.     

刀柱采空区上方遗弃煤层上行开采可行性判定

针对刀柱采空区上方遗弃煤层开采问题,分析了现有上行开采可行性判定方法的不足.受关键层理论启迪,基于刀柱采空区上方岩层可形成的结构和上层煤开采对层间岩层的影响,提出了关键层叠合破断距的概念,形成了“5步法”刀柱采空区上方遗弃煤层上行开采可行性判定理论及方法.用本文提出的方法判定白家庄矿8号煤层刀柱采空区上方遗弃的6号煤层可以上行开采,并在生产实际中实施,开采情况正常.     

非煤矿山重大安全隐患整体解决方案研究

针对我国非煤矿山重大隐患-采空区及尾矿库,提出了塌陷区尾砂干式堆放、露天坑尾砂堆放、尾砂充填采空区技术等整体解决方案的技术措施,把重大安全隐患治理与矿山固体废弃物处置结合起来,实现以废治患、矿区和谐发展。     

综放工作面防治水技术应用实践

为解决21000工作面采空区及顶板涌水问题,根据工作面出水点的不同情况,采取了集水器导水、老塘设挡水堰截水、挖排水沟疏水等多项治水措施,经统计排水量达33~42m3/h,有效控制了水情,确保了工作面正常生产。     

大隆煤矿采空区瓦斯抽放数值模拟与参数确定

用有限元数值模拟方法,结合图形显示技术,对大隆煤矿综采工作面采空区瓦斯抽放问题进行了计算分析。从理论上模拟了冒落非均质回采采空区内回风隅角处的瓦斯聚积过程。直观展示了瓦斯抽放时采空区流态、瓦斯分布变化的流体力学原理。模型中采空区流态计算用非均质渗流方程,瓦斯扩散运移基于瓦斯与大气两相混溶流方程描述。计算考虑了采空区沿边界冒落非充分压实的情况。利用数值模拟试验方法给出了合理的抽放流量和工作面通风量。     

采空区上边坡稳定问题

采空区上边坡稳定性有三种情况:产生滑坡或崩塌;虽然地表严重开裂但边坡和山体仍长期保持稳定;虽处采空塌陷区外侧,但因位于塌陷盆地外边缘鼓张区而发生地面隆起。文中系统地论述了稳定分析的基础工作,即“三下采煤”理论、方法的运用,工程地质条件的基本研究和岩体工程地质力学研究、分析与评价。指出了采空塌陷对其上或邻近边坡稳定性影响的三方面因素。系统地阐述了采空区上边坡稳定分析步骤、方法和评价原则及第四纪土质边坡的稳定性分析、评价要点。最后以三个典型实例介绍了采空区上边坡稳定性三种不同后果。     

山西某煤矿风井广场滑坡成因分析与稳定性评价

通过某煤矿风井变电站工业广场地质环境和滑坡特征的调查、勘探试验和监测,区分滑坡和采空对建(构)筑物的影响,综合运用地质宏观判断分析滑坡的成因和进行稳定性评价,为提供切实可行的滑坡治理方案提供了指导和保障.     

“天窗”下采煤的技术实践

天窗下采煤采用留设保护煤柱、空区利用高压水混合碎矸石充填等措施,以使采空区顶板冒落较小,尽可能地减小天窗带受导水裂隙带的影响,减少资源丢失。     

房柱式采煤工作面采空区瓦斯浓度分布规律研究

通过对桃坪沟煤矿3205回采工作面采空区瓦斯浓度分布的实际测定,初步查明了房柱式回采工作面采空区瓦斯浓度的分布规律,为今后此类工作面采空区瓦斯防治、防止采空区瓦斯事故的发生提供了科学依据。