赵庄矿高抽巷抽采负压优化模拟研究

为研究高抽巷抽采负压对治理采空区瓦斯的影响并寻求最优抽采参数,以赵庄矿1309工作面为背景,通过数值计算得到布置垂高应为25m,平距应为20m。通过FLUENT软件对进行高抽巷不同抽采负压条件下的数值模拟,并采用UDF程序定义采空区参数使模拟结果接近实际。模拟结果表明：在无抽采模型下,工作面上隅角瓦斯浓度最高可达18%,影响安全回采。高抽巷抽采条件下增大抽采负压,采空区瓦斯浓度降低,上隅角附近的低瓦斯浓度区域由不存在逐渐扩大。高抽巷瓦斯体积分数及抽采纯量在抽采负压高于20kPa后增量趋于平缓。为保证抽采效果同时避免采空区漏风,确定合理抽采负压为20kPa。现场实测高抽巷瓦斯抽采纯量平均为43.93m/min,与模拟结果基本吻合。     

高抽巷位置对瓦斯抽采效果的数值模拟研究

针对石港矿15#煤层瓦斯涌出特征,采用高抽巷抽采邻近层的高浓度瓦斯,但是随着工作面不断地向前推进,采动裂隙带的不断变化和破坏,使得顶板高抽巷发生变形破坏,从而直接影响了邻近层瓦斯的抽采效果,通过实测数据和数值模拟的研究分析,高抽巷合理的位置是制约邻近层瓦斯抽采的重要因素。     

走向高抽巷最优垂直高度数值模拟研究

文章针对工作面和上隅角瓦斯超限问题,提出利用高抽巷进行抽采的方法进行处理。为确定高抽巷的最佳合理垂距,在水平距离确定的条件下,采用Fluent进行数值模拟,分析了垂距为33m、36m、39、42m时,瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采纯量的变化,得出高抽巷高度为39m时,瓦斯抽采效果最好;上隅角瓦斯浓度随高抽巷垂距增加增大,但都在安全范围内,最终确定最优层位高度为38m。     

高抽巷抽采负压优化的数值模拟

基于山西某矿9101工作面的实际情况,利用Fluent模拟软件针对高抽巷不同抽采负压对采空区瓦斯分布规律的影响进行研究。结果表明:采空区在高抽巷不同抽采负压下均呈高瓦斯区域逐渐减小,低瓦斯区域逐渐增加的趋势,采空区内回风侧瓦斯浓度降低的速度比进风侧采空区大,且距离工作面越近,高抽巷瓦斯抽采的影响越明显;随着高抽巷抽采负压的增加,高抽巷抽采混量和抽采瓦斯纯量都逐渐增加,抽采负压超过12 k Pa后,抽采瓦斯纯量增速明显减小;抽采瓦斯浓度呈先增大后减小的趋势,当抽采负压为12 k Pa时存在1个峰值即14.25%,综合考虑高抽巷抽采瓦斯纯量和瓦斯浓度的变化,确定9101工作面高抽巷抽采负压为12 k Pa左右最合理。通过现场实测的采空区瓦斯浓度值与模拟值基本吻合,误差在工程允许的范围内。     

高抽巷瓦斯抽采治理上隅角瓦斯的研究与应用

通过在采煤工作面使用高抽巷抽放采空区瓦斯,有效降低采煤工作面上隅角和回风流的瓦斯浓度,有效地改善了工作面的安全生产水平。通过对高抽巷的巷道布置、抽放效果和影响因素的研究与分析,总结出了高抽巷垂距和平距,减小采空区、高抽巷漏风,控制好高抽巷的抽放量等因素是影响高抽巷瓦斯治理效果的主要因素,为其他矿井高抽巷抽采治理上隅角瓦斯提供了参考。     

常村煤矿高抽巷层位优化研究

以常村矿2105工作面为背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对高抽巷层位进行了研究。结果表明:为解决工作面上隅角瓦斯积聚问题,常村矿2105工作面应采用低层位高抽巷,其在垂直高度上不应高于顶板15 m,水平方向应布置在距离回风巷16～20 m范围。     

高抽巷的合理空间层位及抽采效果分析

为解决综放面、采空区及上隅角瓦斯频繁超限问题,以五阳煤矿7603综放面为工程背景,提出了高抽巷抽采瓦斯方案,通过理论计算得到高抽巷与煤层顶板垂直距离为35m,与回风巷水平距离为40m;利用数值模拟对5种方案下瓦斯抽采效果进行分析,得到当高抽巷位于层位2时,即S=40m,H=35m时瓦斯抽采效果最好,上隅角和回风巷瓦斯浓度为0.5%~0.7%;工业性试验结果表明:正常生产期间回风巷瓦斯浓度在0.5%~0.6%范围内,上隅角瓦斯浓度在0.6%~0.8%范围内,瓦斯浓度能够控制在0.8%以内,保证了7603综放面正常安全高效生产,为类似条件工作面回采提供指导。     

高抽巷合理层位研究及分期配抽采空区瓦斯技术

针对郭庄煤矿采空区和邻近层瓦斯大量涌入回采工作面造成的上隅角超限频繁的问题,利用顶板裂隙移动规律及岩石物理力学参数,确定了高抽巷的最佳布置层位,经在3316回采工作面试验表明:第2阶段高抽巷小幅度开启抽采瓦斯最大浓度9.4%,瓦斯纯量4.65 m³/min,上隅角瓦斯浓度能控制在0.5%以内;第3阶段高抽巷全面开启抽采瓦斯浓度稳定在3%～4%,高抽巷混合流量225.21 m³/min,纯流量8.11 m³/min,上隅角瓦斯浓度能控制在0.4%以内。高抽巷分段配抽有效保障了工作面回采安全。     

高瓦斯工作面高抽巷合理位置与抽采效果研究

为了研究高抽巷合理的布置位置,根据淮南矿区13-1煤的实际开采条件和上覆岩层特征,采用理论计算、相似模拟试验和现场施工观测等方法,研究分析了高抽巷合理的布置层位和对瓦斯抽采效果的影响。结果表明:13-1煤工作面垮落带高度约是采高的4倍、裂缝带高度约是采高的16倍,高抽巷合理布置层位约为距煤层顶板42m,利用相似模拟材料试验结果来确定高抽巷布置层位更为合理。     

余吾矿综放工作面走向高抽巷瓦斯抽采技术实践

余吾矿属于高瓦斯矿井,回采工作面采用低位放顶煤一次采全高采煤法,工作面落煤时间集中,瓦斯绝对涌出量大,容易导致工作面瓦斯超限,严重影响安全生产。为解决这一难题,通过分析综放工作面采空区上覆岩层的岩性特征和瓦斯流动规律,合理调整工作面高抽巷的层位,在S2108工作面将高抽巷层位从原设计的距煤层顶板之上30 m处调整至距煤层顶板之上20 m处位置。结果表明,S2108工作面回采期间,回风流瓦斯浓度平均为0.4%,工作面回风流、后溜机尾、上隅角等均未发生瓦斯超限事故,工作面平均日产量是其它工作面的1.2倍。通过调整S2108工作面高抽巷的层位,提高了高抽巷的抽采效率,使S2108工作面回采期间回风流、上隅角的瓦斯得到了有效控制,确保了S2108综放工作面的安全高效生产。     

走向高抽巷合理布置位置参数研究

为确保工作面采用走向高抽巷抽采瓦斯取得良好的治理效果,通过理论分析初步确定高抽巷的布置位置参数,采用Fluent软件对高抽巷不同布置位置条件下的瓦斯抽采效果进行研究,最终确定1228工作面高抽巷最佳位置为与煤层底板垂距32m,与1228材料巷平距35m,后期应用取得了良好的抽采效果,为该矿其他回采工作面瓦斯治理提供了参考依据。     

顶板定向长钻孔“以孔代巷”抽采瓦斯技术研究

为探究行之有效的“以孔代巷”瓦斯抽采技术,解决端氏煤矿高抽巷工程量大、经济成本高等问题,提出顶板定向长钻孔替代高抽巷治理采空区瓦斯模式。采用FLAC^3D数值模拟确定3号煤层顶板以上15～45 m为最佳抽采层位,并基于定向钻进轨迹控制技术,在端氏煤矿3019工作面进行成孔试验。结果表明：钻进轨迹能够按照预设参数实施,成孔直径达153 mm,一次成孔深度420 m以上,钻孔进入稳定抽采阶段的平均抽采瓦斯浓度达18%、平均抽采瓦斯纯流量达8.7 m³/min,钻孔抽采条件下工作面瓦斯抽采率达36.7%,工作面上隅角瓦斯浓度控制在0.50%以下,解决了瓦斯超限问题。与高抽巷抽采技术相比,顶板定向长钻孔成本降低62.5%、施工工期缩短50%,验证了“以孔代巷”的合理性和可行性。     

数值模拟研究确定高抽巷最佳位置

为了确定高抽巷抽采瓦斯的合理位置,通过构建19201工作面采空区瓦斯运移模型,借助FLUENT软件模拟分析高抽巷距回风巷不同平距、煤层顶板不同垂高条件下的瓦斯抽放效果,结果表明:在垂距为40 m的层位下,高抽巷距回风巷水平距离为30 m时,其所能抽采的瓦斯浓度最大,工作面上隅角瓦斯浓度为0.48%;在水平距为30 m的基准条件下,当高抽巷距离采空区底板垂直高度为40 m时,高抽巷抽采瓦斯浓度最大,抽采瓦斯纯量最高。从而确定了高抽巷的最佳位置为距离回风巷水平距离30 m,距离采空区顶板垂直距离40 m。     

新景矿综放工作面低位抽采巷合理布置与抽采效果分析

煤矿安全规程禁止使用尾巷排瓦斯,新景矿15028综放面创新试验了低位抽采巷瓦斯治理技术。理论结合udec数值模拟分析了低位抽采巷层位布置范围,根据现场实际情况确定布置在距煤层顶板13.2 m的砂质泥岩。研究分析抽采数据,找到与回风巷的最佳水平间距14 m。结合现场实测结果分析了低位抽采巷的应用效果。实践证明低位抽采巷瓦斯治理技术的可行性。     

高抽巷瓦斯抽采实践与探索

依兰矿区方正县煤矿放顶煤工作面,采用高抽巷抽采瓦斯方法进行瓦斯治理,有效地降低了采煤工作面和回风流的瓦斯涌出量,提高了通风生产能力,瓦斯治理效果明显,技术经济合理,给安全生产创造了良好的通风条件。     

高瓦斯工作面采空区拖管抽采技术应用研究

为解决荆宝煤矿采空区埋管抽采技术效率低、经济效益差等问题,以3206综放面的采场条件为基础,基于采空区三区划分建立理论模型分析了涌出区抽采的必要性。通过Fluent数值模拟和现场工程试验对上隅角拖管抽采对采空区瓦斯影响及托管布设参数的合理性进行研究。结果表明:随拖管埋入采空区抽采,采空区涌入工作面瓦斯降低;当上隅角拖管距离巷道顶板0.2 m,距离回风巷外帮0.6 m,进入采空区深度为15 m时,采空区瓦斯抽采效果最好,能有效解决上隅角瓦斯超限问题,具有较强的实用性。     

高抽巷瓦斯抽放技术在高河煤矿的应用

高河煤矿属于高瓦斯矿井,高瓦斯带来的灾害严重威胁着矿井的安全开采,通过理论研究和现场实践,在高河煤矿E1305工作面应用了高抽巷瓦斯抽采技术,得到了高河煤矿地质条件和开采条件下的高抽巷瓦斯抽采方法,并经高河煤矿回采工作面现场应用,瓦斯抽放效果良好。