风障设置角度对上隅角低氧气体赋存规律的影响

风障角度的变化会对上隅角低氧气体的赋存状态产生重要影响。研究以山西某矿100510工作面为工程背景,利用Ansys Fluent软件构建工作面气体运移模型,对不同风障角度条件下上隅角低氧气体的赋存状态进行模拟,并通过现场实测数据进行验证。研究结果表明:设置风障能提高上隅角区域的风速,有利于解决上隅角低氧问题;在开切眼内距回风巷道5 m位置,风障的最佳角度为60°时,上隅角低氧问题的治理效果最好。研究成果有助于井下作业过程中解决上隅角低氧问题,确保安全生产。

基于摩尔-库伦准则以孔代巷上隅角瓦斯治理研究

为解决工作面U型通风上隅角瓦斯积聚问题,提出了以孔代巷的抽采工艺,根据摩尔-库伦破坏准则和采空区覆岩裂隙发育理论,分析了成孔过程孔壁变形和孔隙结构变化规律,得到了有效应力作用下孔壁煤体变形量;同时根据岩石力学公式,计算得到了高位钻孔的合理抽采层位。通过对比以孔代巷和普通钻孔的抽采数据表明:在钻孔终孔高度高于顶板43 m,负压20 kPa的条件下,以孔代巷抽采工艺下的单孔瓦斯抽采浓度达到58.92%,较普通钻孔提高了3.5倍;单孔瓦斯纯量达到0.045^(3)/min,相比普通抽放钻孔增加了8.5倍;采空区瓦斯涌出量降低到1.32^(3)/min,减少了29.03%,上隅角瓦斯浓度为0.14^(3)/min,降低了67.44%;采空区瓦斯抽采时间为45 d,比联络巷密封插管抽采减少了35 d,该研究对采空区上隅角瓦斯抽采提供了理论依据。

老空区瓦斯对小煤柱采面上隅角的影响与治理研究

为消除邻近老空区积存瓦斯对小煤柱回采工作面上隅角的影响,以山西三元煤业股份有限公司下霍煤矿2305回采工作面为原型,基于老空区瓦斯运移规律研究得出的结论,设计选用钻孔、并联现采采空区抽采支管、敷设专用管路3种方法进行抽采对比试验,分析不同抽采形式和抽采流量对老空区瓦斯的治理效果。结果表明:回采工作面进入8m小煤柱区域后,老空区瓦斯通过顶帮裂隙流向现采工作面,上隅角瓦斯体积分数明显上升;抽采前,老空区内瓦斯运移规律为回采工作面附近的瓦斯向现采采空区抽采口附近运移,抽采后,老空区内瓦斯运移规律为回采工作面附近的瓦斯仍有小部分向现采采空区抽采口附近运移,大部分由内侧向外侧抽采口运移;采用专用管路抽采老空区内积存瓦斯效果较好,可以明显改变老空区内瓦斯运移方向,现采埋管抽采瓦斯体积分数随老空区抽采管路瓦斯体积分数的下降而下降,两者具有强相关性,该抽采方式可有效消除小煤柱回采区域上隅角受老空区内积存瓦斯的影响。

岳南煤业大直径钻孔上隅角瓦斯治理技术研究

为有效降低岳南煤业工作面上隅角瓦斯体积分数,提出了大直径钻孔瓦斯抽采技术,通过数值模拟的方法确定出合理的钻孔直径为110 mm、抽采负压为-30 kPa、钻孔间距为5 m.现场应用结果表明,采用大直径钻孔瓦斯治理技术后,上隅角瓦斯体积分数明显降低,基本保持在0.2%以下,治理效果明显。

基于对比度 区域均匀性图分析的综放工作面上隅角瓦斯超限预警算法研究

综放工作面上隅角通风困难,瓦斯难以有效排出,容易导致瓦斯积聚。当浓度达到一定程度时,容易诱发瓦斯超限事件甚至瓦斯爆炸事故,对井下作业人员和设备造成严重威胁。为应对此问题,提出了基于对比度区域均匀性图分析的综放工作面上隅角瓦斯超限预警算法。该算法使用时空克里金插值法,构建综放工作面上隅角瓦斯数据点插值模型,利用综放工作面已知数据,获取瓦斯采样点的信息,根据时空变异函数、时空协方差函数表征各采样点间的时空相关关联性,估计瓦斯未知采样点的时空信息,利用马特隆模型拟合所有采样点,以得到综放工作面上隅角瓦斯对比度区域均匀性图,通过此图明确综放工作面上隅角瓦斯浓度,通过评估标准确定其风险等级,进而启动相应的防范措施。实验结果表明,对比度区域均匀性图分析可准确预测上隅角瓦斯浓度及其变化特征,且预警精度高。

综放工作面U型通风上隅角CO积聚原因及防治技术研究

以同安煤矿4101综放工作面为研究背景,对其上隅角CO浓度进行监测,分析CO浓度超标的问题源头,提出针对性防治措施并进行工业应用试验。研究发现,4101工作面上隅角CO主要来源于采空区,采用喷洒阻燃剂和采空区注氮的综合防治措施,并在应用实践阶段进行实测和分析,采空区φ(O_(2))可降至8%以下,有效惰化了采空区遗煤的氧化反应,上隅角φ(CO)降至0.0006%左右,有效解决上隅角CO超限问题,保障了工作面的安全生产。

上隅角坚硬厚砂岩直接顶L形水力切顶技术研究

李雅庄矿2-803工作面直接顶为平均厚度8.1 m的坚硬白砂岩,回采过程中上隅角垮落困难,导致上隅角空顶面积大、超前应力集中明显。为解决这一难题,采用水力压裂的方式弱化上隅角顶板,以白砂岩直接顶为主要压裂对象,利用综采工作面乳化液泵站供液作为高压水源,提出有利于上隅角垮落的L形压裂孔布置方式,孔间距和压裂间距均为1.5 m.根据上端头作业空间小的特点,通过加工改造,开发便捷的压裂装备,形成水力切顶成套技术措施,并进行了现场工程试验,取得了良好的应用效果。

低瓦斯矿井综采工作面上隅角瓦斯超限机理及治理技术

店坪煤矿203工作面回采期间,上隅角多次出现瓦斯超限现象,治理难度大,严重制约着工作面安全高效回采。分别从地质构造、围岩裂隙情况、通风方式、邻近采空区影响等几方面,分析了上隅角瓦斯超限原因,并根据回采现状,优化工作面通风方式;采用Y型通风系统,提出了“高位瓦斯钻孔+采空区大直径钻孔负压抽采+顺层钻孔抽采”联合瓦斯抽采技术。通过现场实际应用效果来看,上隅角瓦斯浓度降低至0.4%,回风流中瓦斯浓度降低至0.9%,落煤点瓦斯浓度降低至0.6%,取得了显著应用成效。

煤矿大直径定向高位长钻孔治理上隅角瓦斯技术研究

针对某矿上隅角瓦斯超限的问题,以2-208工作面为工程背景,结合理论分析、经验公式计算等确定了定向高位钻孔的空间位置,并通过现场施工实验分析了长距离定向高位钻孔和定向顺层钻孔的瓦斯抽采效果。结果表明:2-208工作面定向顺层钻孔抽采浓度15.05%~56.6%,抽采效果良好,有效治理了上隅角瓦斯超限问题。

上隅角埋管抽放前后采空区瓦斯运移规律研究

针对新安煤矿14211沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯浓度超限问题,对综放开采工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。根据CFD数值模拟的理论,建立采空区瓦斯渗流的三维非均质模型,并得到了模型中相应参数的确定方法。利用Fluent数值模拟软件,对比分析了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯有无情况下的采空区瓦斯运移及浓度分布规律。模拟结果表明:通过上隅角瓦斯抽放可平均减少42%的上隅角和采空区的瓦斯,有效解决了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯积聚问题,从而保障了综放开采工作面的安全生产。

高抽巷治理综采工作面上隅角瓦斯技术研究

为了研究高抽巷在采空区瓦斯抽采和上隅角瓦斯治理中的应用,并探究高抽巷抽采层位对采空区瓦斯分布规律的影响,本研究以寺家庄煤矿的15309工作面为对象。利用COMSOL数值模拟软件,模拟了采空区在未进行瓦斯抽采时,以及采用不同布置层位的高抽巷进行抽采时的瓦斯流场分布。通过对比上隅角瓦斯体积分数的数据,分析了高抽巷在不同布置层位时的瓦斯抽采效果。结合模拟结果与现场实际情况,设计了适合的高抽巷抽采层位方案,并通过现场实测数据进行了验证。结果表明:理论最佳抽采层位为平距10 m,垂距15 m,工作面上隅角瓦斯体积分数在0.22%以内;实际工程设计高抽巷抽采层位为平距10 m,垂距14 m,工作面上隅角最大瓦斯体积分数为0.44%.

冯家塔煤矿综采工作面上隅角低氧研究及防治

针对冯家塔煤矿1103工作面上隅角氧含量偏低问题,采用现场实测、拟合计算以及理论分析等方法,首先,对上隅角氧含量分布情况进行实测,并对上隅角区域灾害气体的范围进行精确划定;其次对低氧气体源头以及涌出成因进行分析,分别研究煤层赋存、地表裂隙通道、隔离煤柱、巷道布置对上隅角氧气含量的影响。最后,结合上隅角氧含量实测值以及理论分析得出影响工作面上隅角氧含量偏低的主控因素为煤层CO_(2)—N_(2)随采掘工作的释放。结合现场实际生产需求,采取气囊堵风、设置风障以及柔性集风导风装置等方式对氧含量偏低问题进行治理,应用结果良好,保障上隅角氧含量维持在安全合理水平提供了技术指导。

高瓦斯矿井薄煤层开采工作面上隅角瓦斯治理技术

针对黄白茨矿0213上201薄煤层沿空留巷综采工作面回采期间容易发生上隅角积聚的问题,采用分析瓦斯来源方法,确定工作面瓦斯来源及含量,采取了一系列措施如:采前本煤层预抽,回采中本煤层倾向钻孔抽采同步进行、定向长距离高位钻孔抽采、上隅角插管抽采等方法,效果明显,解决了上隅角局部瓦斯超限问题,保证了矿井安全生产,并能够为其它类似矿井薄煤层开采上隅角瓦斯治理提供借鉴与参考。

U形通风工作面采空区上隅角瓦斯治理技术

以平顶山煤业（集团）有限责任公司一矿戊８－１０－２１１３１综采工作面为例，探讨了Ｕ形通风工作面采空区上隅角瓦斯治理技术．研究结果表明，治理采空区上隅角瓦斯的有效措施有２种方式，即增加漏风汇和减少采空区漏风；前者可采用加尾巷或上隅角瓦斯抽放；后者则可采用均压的措施进行，其中采用局部通风机压风法是一项可行措施，但压风量必须达到总风量的１／４左右，才能有显著的效果．

采空区埋管抽放治理上隅角瓦斯技术研究

为了有效治理上隅角瓦斯超限,针对目前采空区埋管抽放瓦斯浓度低、纯量小的特点,设计了采空区埋管抽放的技术方案,通过现场考察抽放负压与抽放纯量的关系,得出了合理的抽放负值,在此基础上,建立了采空区瓦斯运移的数值计算模型,并通过fluent软件对采空区埋管抽放效果进行了模拟。

工作面上隅角瓦斯运移、积聚及处理措施

首先分析了瓦斯在井巷风流中的运移扩散方式 ,论述了煤层巷道及工作面上隅角瓦斯运移过程及其局部区域形成瓦斯积聚的原因 。

浅埋近距离煤层群工作面上隅角贫氧致因及综防技术

我国神东、平朔、大同煤田赋存着大量浅埋近距离煤层群,浅埋近距离煤层群具有煤层埋藏浅、煤层间距近等特点,在开采扰动下,层间易产生裂隙形成漏风通道,当地表空气进入上覆采空区,易引起上覆采空区遗煤自燃,间接影响下层煤开采过程中工作面上隅角的氧气浓度,造成贫氧现象。为了探究浅埋近距离煤层群工作面上隅角贫氧致因,提出防治贫氧的措施,以大恒煤矿91103综采工作面为研究背景,采用理论分析、CDEM数值模拟以及SF6示踪气体漏风测试等方法进行了研究。结果表明:地面裂缝、沉积现象明显;模拟煤岩损伤、破裂过程、裂隙发育,得出地表与上覆采空区、工作面贯通模型;利用连续定量释放SF6示踪气体在工作面进行漏风测定,测定结果验证了数值模拟中地表、上覆采空区以及工作面的贯通。工作面上隅角贫氧是由于浅埋赋存煤体破碎析出的低氧气体、采空区氧化衍生气体以及防灭火注入的惰性气体,在通风负压和大气压力的双重作用下,通过漏风通道进入工作面,加之U型通风方式的通风特点等多种因素共同造成的,其中工作面与地表贯通造成漏风严重是上隅角贫氧的主要致因。基于对贫氧致因的研究,大恒煤矿采用了井上下堵漏、安设风帘、埋管抽采、风机配合风筒等综合性防治措施,有效解决了工作面上隅角贫氧对安全生产的制约和影响,确保了工作面上隅角氧气浓度始终处于正常水平。

脉动通风消除上隅角瓦斯积聚的理论分析

针对“U”型采煤工作面上隅角瓦斯积聚问题 ,建立了脉动通风作用下上隅角风流动力学极坐标方程及瓦斯传质方程 ,详细分析了脉动通风作用下上隅角瓦斯的传质运移过程 ,论述了瓦斯扩散传质机理 ,并通过现场试验验证了脉动通风解决上隅角瓦斯积聚是有效。

旋转环形射流对上隅角积聚瓦斯的作用机理

在简要分析环形射流基本特性的基础上 ,推导出环形射流完全发展区的速度分布计算公式和卷吸含瓦斯流的沿程平均瓦斯浓度分布计算公式 ,分析了环形环绕射流横穿巷道主风流时的弯曲变形及驱散上隅角积聚瓦斯的过程 ,论述了旋转频率及环形射流与圆形射流有效出射面积比对射流的射程及弯曲变形的影响 .现场试验验证了环绕射流的卷吸和风速脉动特性具有柔性排放效应 ,可有效、安全地驱散上隅角积聚瓦斯 .

上隅角瓦斯浓度变化的原因及实证分析

分析了瓦斯抽采系统抽采负压与上隅角瓦斯浓度之间的关系,以及上隅角瓦斯浓度与工作面风量、瓦斯尾排巷风量之间的关系,通过改变抽放负压、合理增加工作面风量及瓦斯尾巷风量,对降低采煤工作面上隅角瓦斯浓度均有显著效果,并对其进行了实证分析。