矿井胶带巷火灾灾变预警与风流控制系统的研究

井下胶带输送机的大量使用,给煤矿安全生产带来了重大的火灾隐患,胶带输送机火灾事故时有发生。对胶带输送机火灾原因进行分析,建立了矿井胶带巷火灾灾变预警及风流控制系统,设计了预警系统和自动控风设施,为有效指导灾变时期井下避难和救援提供了理论基础。     

基于FDS的矿井胶带运输巷火灾数值模拟研究

为了研究矿井火灾蔓延规律的变化,以柳湾煤矿61122工作面为研究对象,借助FDS软件构建矿井运输巷火灾模型进行数值模拟研究。结果表明：当风速增加时,火灾烟气的逆流现象逐渐降低,火源附近的温度逐渐递减。     

矿井胶带火灾模拟与逃生影响因素分析研究

矿井实际生产过程中,胶带火灾受多种因素影响,为确定矿井胶带火灾真实燃烧特性及人员逃生影响因素,本文应用火灾动力模拟软件PyroSim模拟了申家庄矿发生胶带火灾时,巷道内温度、烟气浓度及能见度随时间的变化情况,分析得出矿井胶带火灾时影响人员逃生的主要因素是烟气温度、CO浓度以及能见度。模拟结果表明该矿胶带火灾发生后的前200s是火源下风侧人员顺利逃生的关键时期,400s后巷道高温烟气、高浓度CO以及低能见度就严重影响人员逃生。研究结果为矿井应急救援和火灾逃生提供了参考。     

胶带巷火灾应急救援系统的应用与实践

分析了胶带巷火灾的特点及危害性,指出了火灾发生时,火风压与节流效应是导致风流紊乱的主要原因。建立了胶带巷火灾应急救援系统,包括信号采集系统、智能终端、报警系统和远程控制系统4个部分,其中智能终端是实现风流控制的主要部分。     

应用风流控制技术处理矿井火灾

介绍了应用主要通风机装置及井口防爆门、调压灭火等技术,控制火灾灾变时期风流,处理宋家沟煤矿井下火灾事故。对在井下火区未熄灭的状况下,成功启封井口密闭的做法作了较详细的论述,提出了可供借鉴的经验。     

柳湾煤矿南翼胶带巷支护参数优化技术研究

针对柳湾煤矿南翼胶带巷所在区域溶洞发育、小煤窑破坏严重、巷道受损变形严重的实际情况,利用FLAC3D数值模拟软件模拟不同支护条件下巷道位移变化和应力分布情况,优化该胶带巷的支护参数,并对支护效果进行现场观测,综合确定了适合该巷道锚网索联合支护技术,有效控制了巷道围岩变形,保证了矿井安全生产.     

矿井火灾期间风流状态模拟方法分析

介绍了矿井火灾风流状态模拟时火灾燃烧特性的加载方法和风流状态的模拟方法,该方法具有火源特性添加及与风流状态模拟结合简单方便,计算速度快等特点,值得进一步完善与发展。     

基于数值模拟的矿井工作面进风巷火灾控制技术研究

针对矿井工作面进风巷火灾中出现的人员逃生困难问题,利用FDS软件建立了某煤矿工作面的几何模型,对火源位于工作面进风巷时的火灾进行了数值模拟。通过对采场内温度、可见度、有害气体浓度等火场参数的分析,研究了局部反风和水幕在烟气控制上的效果。     

矿井胶带输送机火灾及其防治措施

本文根据煤矿的实际情况，结合实验研究结果，论述了矿井胶带输送机火灾发生的原因，提出了综合防治措施的途径。     

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。     

矿井T形巷道火灾烟流控制方法研究

通过建立T形矿井巷道模型,使用Fluent软件模拟巷道起火后的烟气流动,研究巷道端口不同给排风组合对火灾烟气中CO、温度及排烟量的影响.结果分析表明:火灾发生时,由于外部风流加剧烟气逆流,短时间内热量集中累积,给风口一侧的巷道烟气体积分数与温度起伏不定或缓慢降低;单巷道供风的控制方法要明显优于双巷道供风.假设垂直巷道存...     

彭庄煤矿软岩巷道底臌控制技术及数值模拟研究

 针对彭庄煤矿巷道围岩节理、裂隙发育,岩层浸水软化严重的复杂地质条件,以马头门大范围内的岩体为研究对象,通过对围岩物理力学性能的测试、底臌影响因素的理论分析和底臌控制技术的数值模拟,提出了采用全断面注浆、高强超长锚杆加固顶板和两帮、底角锚杆和混凝土反底拱加固底板的综合控制底臌方案。并对马头门围岩收敛变形进行了长期的监测,监测结果表明马头门围岩顶底板的总变形量仅为5mm,这说明该方案有效地控制了底臌。     

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。     

Simulation and analysis of airflow stability during fire in mine belt roadway

According to fluid dynamics analysis during the fire, the criteria k-ɛ two-equation model for solving three-dimensional turbulence was determined, the pollutants generated in the fire disaster were set by adopting Mixture multiphase flow, and the SIMPLE algorithm was used for solving on the basis of comprehensive consideration on the heat radiation and components transmission during fire. By simulating the airflow flowing state inside the tunnel during fire disaster of downward ventilation, drift ventilation, and ascensional ventilation, respectively, with regard to the actual situation of No.1, No.3, and No.5 belt roadway in Kongzhuang Coal Mine, the velocity vector distributions of pollutants under different inlet air volumes were obtained, and the damage degree and influential factors of disaster were also clear, which is helpful to control and avoid disaster during belt roadway fire.     

富水软岩巷道稳定性控制技术研究

富水条件下软岩巷道容易出现大变形及围岩强度大幅度降低等情况,对矿井的生产安全造成极大威胁。为探索富水软岩巷道稳定性控制技术,结合新上海一号煤矿113082工作面运输巷工程实例,采用理论分析方法研究了地下水对巷道围岩及支护结构的影响,提出围岩稳定性控制对策,并对控制方案进行数值模拟验证。针对富水软岩巷道,首先采取导、疏结合的控水措施,减小对原有围岩强度的影响,降低对支护结构的损害;其次采用全断面、多手段联合加固的支护措施,控制围岩变形。工程实际及数值模拟结果表明,对于富水软岩巷道采取以上技术措施,能够有效保证巷道的稳定性。     

深部采动巷道顶板稳定性分析与控制

深部采动巷道冒顶事故是当前煤炭资源开采中面临的重大难题。基于深部采动巷道围岩应力环境,分析了双向非等压条件下巷道围岩塑性区形成的力学机制及其形态特征,并对顶板稳定性影响因素进行了探讨。结果表明:1深部采动巷道围岩双向压力比值λ(0λ1)较小时,围岩塑性区形态不再是圆形和类椭圆形,而呈现出蝶形分布的特征,当碟叶位于巷道顶板上方时,容易发生冒顶;2采动应力方向决定围岩最大破坏深度的位置,并控制潜在冒落区的范围,当围岩最大破坏深度与潜在冒落高度相同时,顶板稳定性最差。要保持顶板围岩稳定,支护体必须要有足够的长度和延伸性能,据此,提出了可接长锚杆支护技术,现场试验结果表明,可接长锚杆较好地适应了顶板围岩的剧烈下沉,取得了良好的支护效果。     

深井软弱围岩巷道多重耦合控制技术研究

针对深井软岩巷道围岩变形破坏严重、巷道支护困难的问题,以邢东矿-980 m大巷为工程背景,综合运用现场实测、理论分析、数值建模、工业性试验等研究手段,对巷道围岩破坏机制及控制技术展开了针对性研究。分析了不同水平应力对巷道围岩破坏的影响,揭示了-980 m大巷变形破坏机制,提出了“断面优化+高预应力锚杆索+高强可缩性环形支架+滞后注浆加固”的多重耦合控制方案,并通过了现场工业性试验验证,结果表明：该控制技术可有效解决深井高水平应力巷道围岩变形控制难题,可为类似深井软岩巷道围岩大变形控制提供借鉴。     

矿井火灾救灾中风量远程调控技术及数值分析

为了研究救灾过程中风量远程调控技术及最佳的风量分配,运用通风学、流体动力学及燃烧学的相关理论,分析了火灾蔓延速度、烟流滚退及“蛙跳”现象对救灾过程风量调控的影响。结合矿井实况,分析了救灾系统启动前后的风网变化,计算了火区风阻和4种风门开度下的调节风阻,利用风网解算技术得出救灾过程中灭火撤人的最佳风量分配和风机的运行工况。提出了灾变过程中远程风量调节与控制方法,对救灾过程中烟流区和非烟流区的风量进行监测与实时显示,设计了开度可调的门体结构,开发了远程控制面板及程序。     

渗水巷道掘进工作面冒顶机理及控制技术

为解决渗水巷道掘进工作面易发生冒顶事故的问题,基于化乐煤矿3号轨道石门发生渗水并且掘进后发生大面积冒顶的现象,采用岩石体力学试验、X射线检测和理论分析的方法研究此类巷道的冒顶机理。结果表明:围岩中含有易崩解膨胀的物质,巷道渗水出现岩石泥化的现象,导致围岩力学性能显著降低,不能有效支承顶板,针对该问题提出注浆控制技术、强力锚网索支护技术、喷浆技术,并采用浅孔注浆和深孔注浆工艺,使巷道顶底板和两帮移近量分别控制在122、106 mm以下,围岩稳定后锚索、锚杆锚固工作阻力分别达224、83~90 k N,有效控制巷道变形,保证围岩的稳定性。     

深部软弱破碎复合顶板煤巷稳定控制技术

针对深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷易冒顶、大变形、难支护等特点,基于锚杆和锚索支护理论,提出了兼具组合梁和组合拱承载效应的梁-拱锚固承载结构,分析了梁-拱锚固结构的几何特征,揭示了不同锚固参数条件下梁-拱锚固结构的形成过程及演化规律,反映了不同支护形式下煤巷顶板的锚固结构效应。采用FLAC~(3D)模拟研究了4种支护技术方案条件下深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩位移与塑性区损伤扩展演化规律,揭示了不同支护技术方案对矩形断面煤巷围岩的控制效果,验证了采用基于梁-拱锚固结构的深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷支护技术方案的合理性,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"梁-拱锚固结构"支护技术方案有效地控制了深部软弱破碎复合顶板煤巷离层与大变形,维持了深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。