鹿洼煤矿4301工作面瓦斯体积分数分布规律数值模拟

以鹿洼煤矿4301工作面为研究对象,利用fluent数值模拟软件理论上研究回采过程中工作面和采空区瓦斯体积分数分布规律,得到了整个采场瓦斯体积分数立体分布云图;分析了采场瓦斯体积分数沿走向倾向的分布情况;并比较了不同风速情况下瓦斯体积分数分布变化情况,从而为工作面的高效安全回采提供指导。     

采空区高抽巷及埋管抽采下瓦斯分布规律研究

针对高瓦斯矿井采空区遗煤多、瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯体积分数超限等威胁煤矿生产安全的问题,以余吾煤业3#煤层N1101工作面为研究对象,首先数值模拟未抽采时在工作面漏风影响下采空区瓦斯的分布特征.在此基础上,进一步研究高抽巷和预埋立管抽采采空区瓦斯的情况,分析不同抽采方式和抽采位置对采空区瓦斯流场和体积分数的影响规律,...     

综放工作面瓦斯分布实测数据可视化研究

为了提高综放工作面瓦斯分布研究中实测数据的可读性和瓦斯分布场的完整性,以同忻煤矿8309工作面为研究背景,在现场合理测定保证数据有效的条件下,提出了运用基于最小二乘法立方插值算法的可视化技术对实测数据进行可视化处理。结果表明:最小二乘法立方插值算法实现了综放工作面瓦斯分布实测数据的可视化,补充了现场测定数据的不足,提高了测定数据的可读性,使综放工作面瓦斯分布场的变化特征更为全面直观。工作面瓦斯分布特征主要表现为沿风流向逐渐增加,沿煤壁-采空区方向瓦斯先减少后增加,煤壁和采空区侧未布点区域的瓦斯体积分数更高,变化更加明显。     

顶板钻场接替抽采瓦斯技术应用及分析

通过对岳城矿4个顶板钻场的抽采瓦斯纯量、混量、浓度数据收集及分析,得到钻场钻孔布置层位,并使得整个工作面回采过程中形成钻场接替连续抽采瓦斯,抽采瓦斯浓度在30%以上;对各个钻场的抽采瓦斯纯量、混量与钻场的相对位置关系进行数据拟合得到一般经验公式,得出工作面推过钻场80~90 m时,钻场瓦斯抽采纯量达到最大值。     

高位钻场抽采煤层顶板裂隙瓦斯应用效果评价

论述了1311高位钻场层位布置及钻场设计,优化了1311高位钻场瓦斯抽采系统,通过对顶板裂隙瓦斯抽采参数及回采工作面风排瓦斯参数实测采集,分别对比分析了高位钻场与井下各抽采地区瓦斯体积分数及地面泵站瓦斯抽采体积分数变化,以及工作面风流、上隅角风流及回风流瓦斯体积分数及风排瓦斯量的变化,得出高位钻场可以高效地抽采煤层顶板裂隙瓦斯,提高瓦斯抽采效果的结论。     

高瓦斯矿井特厚煤层抽采钻孔的设计与应用

为解决特厚煤层采煤工作面过高位钻场时瓦斯管控难度大的问题,从优化中位钻场瓦斯抽采穿层钻孔设计出发,在下一钻场增设2个穿透上一钻场巷道顶部的钻孔.在工作面临近钻场时,通过抽采钻孔和预埋管对钻场内进行瓦斯抽采,较好解决了工作面过高位钻场期间瓦斯超限和局部瓦斯积聚的风险,使工作面回风流中甲烷质量浓度最大值控制在0.5％以下,减少了工作面的瓦斯涌出量,保障了职工身体安全,保证了采煤工作面的安全生产.     

采煤工作面过高位钻场期间瓦斯治理技术

为了解决高瓦斯采煤工作面过高位钻场期间瓦斯涌出不均衡、瓦斯涌出量大的问题,通过对采煤工作面与高位钻场的位置关系、瓦斯运移规律、瓦斯集聚带分布特点进行分析,得出了钻场前50m范围抽采盲区、钻场排放瓦斯期间和工作面推过高位钻场时顶板垮落期间等瓦斯涌出关键点,并制定了钻孔搭接、超前预抽等瓦斯治理措施,保证了矿井安全生产。     

霍尔辛赫煤矿采空区瓦斯来源分析及治理措施研究

山西霍尔辛赫煤矿在3605工作面试用沿空留巷Y型通风技术。该工作面初采阶段采空区瓦斯涌出量较大,隅角挡矸支架位置存在瓦斯体积分数较高,危胁工作面安全高效生产。以3605工作面为例,对Y型通风采空区瓦斯涌出来源进行了分析,对采空区采取针对性的治理措施,通过顶板高位钻孔及插管抽采瓦斯纯量约11 m~3/min,工作面风排瓦斯涌出量降低约3 m~3/min,配风量减少了22%,工作面挡矸支架位置瓦斯体积分数降低到0.7%以下,工作面回采期间瓦斯状况得到改善。     

上隅角错距式双埋管瓦斯抽采技术参数研究

为解决采空区埋管抽采瓦斯技术因抽采管口位置改变造成抽采效果不佳的问题,以万峰煤矿1201综采工作面为研究对象,基于采空区瓦斯运移理论,分析了采空区瓦斯涌出规律,提出了上隅角错距式双埋管瓦斯抽采技术.利用COMSOL软件数值模拟得到了不同错距抽采条件下上隅角瓦斯体积分数,并通过正交实验分析确定了错距式双埋管抽采采空区瓦斯...     

采空区埋管汇集舱瓦斯抽采技术研究与应用

为了解决高瓦斯矿井采煤工作面上隅角瓦斯体积分数超限问题,从理论上分析了采空区瓦斯分布规律、计算了采空区瓦斯体积分数场的瓦斯值,研究了一种关于采空区埋管—汇集舱的瓦斯抽采技术。青岗坪煤矿现场应用实践表明,有效地解决了该矿42102综放工作面的上隅角瓦斯体积分数超限问题,确保了矿井的安全高效回采。该技术为国内采煤工作面上隅角瓦斯抽采、矿井瓦斯防控与治理提供了一种新思路、新技术方法。     

采场爆破烟尘浓度分布及扩散规律的数值模拟

针对采场爆破作业过程中烟尘浓度高且不易排出的特点,采用现场实测的方法对烟尘浓度进行实际测定,并依据气固两相流理论,运用计算流体力学的Fluent软件对采场爆破烟尘浓度分布及扩散进行数值模拟,通过对比分析,模拟结果与实测数据基本保持一致,极好地验证并完善了现场研究理论。通过研究发现：采场进路内有风流漩涡存在,在断面方向,烟尘浓度以断面中心为圆心径向逐步降低;在轴线方向,烟尘浓度随距工作面距离的增加逐步降低;随着时间的推移,烟尘浓度先迅速上升至最大值,后缓慢降低;联络巷风速为2 m/s时采场内烟尘排出效果达到最佳;此外,还可通过安装局部通风设施加强烟尘的排出效果。     

Temperature field and ventilation simulation of stope in Hongtoushan mine

Hongtoushan copper mine was studied by analyzing the type of heat source, the calculation method about thermal releasing in stope, thermal transfer between rock and air, distribution of temperature in stope were formulated. With CFD (Computational Fluid Dynamics, DFD) simulation and Fluent software, geometrical model of a stope was built, boundary conditions was initialized, then the temperature distribution, velocity and pressure field, concentration of oxygen and CO₂ of air were simulated. In order to validate the simulation result, the parameters of the stope were measured with meter, and comparing with the data of simulation. The result shows that the data of measuring and simulating are compatible. According to the distribution of temperature and velocity, some ways such as flow angle and flow velocity are put forward, simulation and parameter optimization made also, a satisfied result is acquired. The conclusion can be used on ventilation designing and stope improving. Supported by National Scientific and Technological 11th Five-Year Plan of China(2006BAK05B04-03)     

“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律研究

为了研究“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,理论分析了工作面瓦斯赋存规律和多孔介质瓦斯运移模型基本方程,然后,采用Fluent数值模拟软件,模拟了“U+L”型通风方式下采空区瓦斯浓度分布、工作面瓦斯分布规律以及采空区风流场分布规律。研究得出,该通风方式下,能够稀释和疏散采空区瓦斯,同时也增大了回风巷排瓦斯的负担,应增加其他相关瓦斯抽采措施,确保矿井的安全开采。     

Numerical simulation study of gob air leakage field and gas migration regularity in downlink ventilation

Aiming at the issue that mass of gas emission from mining gob and the gas exceeded in working face, gob air leakage field and gas migration regularity in downlink ventilation was studied. In consideration of the influence of natural wind pressure to analyze the stope face differential pressure, gob air leakage field distribution and gas migration regularity theoretically. Established a two-dimensional physical model with one source and one doab, and applied computational fluid dynamics analysis software Fluent to do numerical simulation, analyzed and contrasted to the areas of gob air leakage on size and gas emission from gob to working face on strength when using the downlink ventilation and uplink ventilation. When applied downward ventilation in stope face, the air leakage field of gob nearly working face, and the air leakage intensity were smaller than uplink, this can effectively reduce the gas emission from gob to working face; when used downlink ventilation, the air leakage airflow carry the lower amount of gas to doab than uplink ventilation, and more easily to mix the gas, reduced the possibility of gas accumulation in upper corner and the stratified flows, it can provide protection to mine with safe and effective production.     

综放采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害危险区域重建技术

为研究综放采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害危险区域空间分布规律,及时预防耦合灾害事故发生,研究了综放采空区瓦斯与遗煤自燃耦合灾害危险区域重建技术。在对遗煤自燃与瓦斯爆炸耦合灾害致灾特性研究的基础上,分析了耦合灾害发生原因、判定原理和判定方法。以试验工作面为例,对采空区各气体浓度场测量、重建与分析,考虑其他可燃性气体对CH4爆炸界限的影响,叠加确定了各空间高度上耦合灾害危险区域平面范围,利用三维场重建程序结合空间插值技术,重建出耦合灾害危险区域空间立体分布情况,并对灾害空间参数进行了提取。最后,对采空区高位钻孔瓦斯抽放、隅角注防灭火材料技术方法进行了改进,使之满足耦合灾害防治需要,保证工作面的安全开采。     

采动应力场分布特征及其对煤岩瓦斯动力灾害的控制作用分析

以实际发生动力灾害的采掘工作面为模拟原型,在模拟分析采场和巷道应力分布特征的基础上,分析了不同应力分布对煤岩瓦斯动力灾害的控制作用,得出了采场易于发生应力主导型的动力灾害而巷道更易于发生瓦斯作用为主导的、高强度的煤岩瓦斯动力灾害的规律特征,并举例对上述分析做了论证。     

Y形通风采空区注氮防灭火的数值模拟

基于非均质漏风渗流方程、气体（瓦斯、氧、CO）渗流-扩散方程和多孔介质渗流综合传热方程,建立了开采区注氮采空区自燃防灭火非定常数值模型.用迎风格式有限元方法联立求解,通过计算机程序（G3）对Y形通风采空区注氮问题进行了数值模拟.描绘了Y形通风注氮采空区的漏风流态和瓦斯、氧、CO等气体浓度以及温度的分布状态及其变化过程;以图形方式给出了各量的区域分布解,分析了Y形通风采空区在注氮条件下特有的规律;给出了注氮与工作面推进的合理配比关系.在进风侧向采空区注氮,对于防止Y形通风采空区自燃效果明显.     

塔山矿地面L型钻孔抽采瓦斯技术应用

为了验证地面L型钻孔抽采采空区瓦斯效果，以塔山矿8214综放工作面为研究对象，采用数值模拟和理论分析相结合的方法，确定了抽放钻孔布置位置和钻孔结构，设计了L钻孔抽采瓦斯方案。研究结果表明：塔山矿8214综放工作面垮落带高度为35m，裂隙带高度为60m，顶板最大悬露空顶长度为45m，垮落角为45°国钻孔应布置在距采煤工作面顶板40～60m，距帮26～30m，有效解决了工作面上隅角和低位抽采巷的瓦斯超限的问题|钻孔的终孔始终位于工作面上隅角的后上方，有效解决了钻孔与工作面推进在瓦斯治理中的时空匹配问题，达到了高效稳定治理采空区瓦斯的目的。     

低透气性特厚煤层工作面高位抽放技术应用

特厚松软高瓦斯低透气性煤层,虽然经过2～3a的预抽,但在工作面回采过程中,上隅角及回风流中瓦斯超限依然是安全生产中的难题,充分利用钻孔抽放回采后顶板岩石冒落后形成的裂隙带中瓦斯,既可提高瓦斯抽放量,改变采场后放瓦斯流场,又能较好地解决工作面瓦斯超限问题,取得了良好效果。