“U+L”加宽型通风系统在高瓦斯综放工作面的应用

针对陶一煤矿九采区12905工作面瓦斯超限问题,基于对传统“U+L”通风系统瓦斯排放能力缺陷的分析,提出采用“U+L”加宽型通风系统,以增强风排瓦斯能力。“U+L”加宽型通风系统的应用,消除了工作面上隅角瓦斯超限问题,为工作面实现高产高效提供了更大的安全空间,并取得了显著的经济效益和社会效益。

U型弯道内L型丁坝群对不同水位水流水力特性影响试验研究

弯道影响通航的同时,易造成水土流失、河床淤积等现象。L型丁坝群是一种常用的水利工程结构,能调整水流速度、改善水流动力学特性,用于保护河岸线、防止淤积。我国多数河流常年无固定水位,布置丁坝群后,不同水位下,丁坝群对水流特性的影响情况值得研究。为此,通过试验,使用粒子图像测速系统和无线水位测量系统,分别对水流流速和水位等物理量进行测量、记录,并通过Matlab软件分析了不同水位下丁坝群对水流的影响情况,得出如下结论:随着水位的增加,水流速度逐渐减小,丁坝群下游部分是防冲刷和淤积的最佳位置,且坝高水深比影响丁坝作用的发挥,当比值为2.5左右时,可使丁坝群的作用得到良好发挥,在工程设计中可予以考虑。

“U+L”型通风系统条件下采空区三维流场实验研究

基于采空区三维流场模拟实验台,进行了U型和"U+L"型通风系统模拟实验研究。通过改变进回风压力差及尾巷联络巷与工作面的距离,分析不同参数下的采空区压力场和瓦斯浓度场的分布规律。实验结果表明:采空区漏风强度与进回风压差有一定关联;高瓦斯区主要集中在偏向回风侧的压实区内,其位置及范围随通风参数的改变而变化,在现场可对此区域进行重点抽采;缩短尾巷联络巷距工作面步距,可在一定程度上控制采空区内高瓦斯区域的范围。

回采工作面U+L型通风系统高效应用方案研究

为了使工作面U+L型通风系统能够高效应用,采用理论分析方法,从回风巷瓦斯浓度、采空区煤炭自燃、通风系统管理及经济合理性4个方面对工作面U+L型通风系统高效应用的判定方法进行了分析;构建了U+L型通风系统模拟模型,应用数值模拟方法对工作面供风量分别为1000、2000、3000、4000 m^(3)/min条件下的联络巷至工作面距离与工作面上隅角瓦斯浓度的关系进行了分析,对联络巷处于不同位置时工作面供风量与氧化带宽度的关系进行了研究。研究结果表明:联络巷至工作面距离与工作面上隅角瓦斯浓度近似满足指数函数关系,且风量越低这种关系越明显;以1%作为上隅角瓦斯体积分数超限标准,当工作面供风量为1000、2000、3000 m^(3)/min时,联络巷间距分别不能大于11、34、50 m;当工作面供风量为4000 m^(3)/min时,无论联络巷处于何处上隅角瓦斯体积分数均不超限。工作面供风量与上隅角瓦斯体积分数近似满足负指数函数关系,且联络巷至工作面距离越大这种关系越明显;当联络巷间距为10、20、30、40、50 m时,工作面的供风量分别不得低于1000、1500、1800、2400、3000 m^(3)/min。工作面供风量与采空区氧化带宽度近似满足指数函数关系,且联络巷至工作面距离越大,这种关系越明显;以50 m作为采空区允许的最高氧化带宽度,当联络巷间距设定为40、30、20、10 m时,工作面供风量不应大于1200、1900、2200、2000 m^(3)/min。最后,以采空区氧化带最大宽度为50 m、工作面上隅角最高允许瓦斯体积分数为1%为标准,提出了2套联络巷高效排放瓦斯的技术方案:①当工作面供风量为1000、2000 m^(3)/min时,联络巷的间距不能大于11、34 m;当工作面供风量为3000、4000 m^(3)/min时,联络巷易引起采空区遗煤自燃。②当联络巷间距设定为10、20、30 m时,工作面供风量应1000~2000、1500~2200、1800~1900 m^(3)/min。

沿空留巷工作面采用U+L型通风方式采空区注氮惰化条件下自燃“三带”分布规律研究

大兴矿南五1201工作面为12煤层的首采面,12煤层的自燃倾向性等级为Ⅰ类,属容易自燃煤层,12煤层顶板局部发育有12-1煤层,煤厚0.80m,间距一般为2.10m,回采期间工作面顶板探孔实见,12-1煤层的自燃倾向性等级为Ⅰ类,属容易自燃煤层,上述两层煤的最短自然发火期均为37天。由于开采技术受限,12-1煤层无法采出,全部留在采空区,极易出现自然发火迹象,本工作面采用沿空留巷回采技术和U+L型的通风方式,非常有必要对采空区三带进行详细测定划分,为防灭火工作提供科学依据。

工作面U与U+L型通风系统瓦斯风排能力研究

针对传统U型通风系统存在的回风巷上隅角瓦斯浓度偏高问题,本文首先分析了两种通风系统的结构和工作原理,然后分别利用FLUENT软件模拟了两种通风结构下的流场分布及瓦斯浓度分布情况,结果表明U+L型系统可显著降低回风巷上隅角的瓦斯浓度,其"一进两回"式通风结构更利于工作面的通风,但在井下通风系统选择过程中,还应从维护成本等角度考虑,选用适宜的瓦斯排除方式。

双U型通风系统综放开采采空区瓦斯分布规律

利用矿用移动式束管采样、色谱分析系统对成庄矿5303双U型通风系统综放工作面采空区进行定期采样分析、随工作面推进分阶段释放示踪气体测定采空区气体流场、应用CFD模拟技术对采空区瓦斯分布进行数值模拟。模拟结果表明:双U型通风综放工作面在正常生产情况下,高浓度瓦斯在采空区深部沿回风侧逐渐汇集,形成瓦斯富集带,瓦斯浓度最高可达70%;现场实测表明采用CFD模型模拟得到的双U型通风系统综放工作面采空区瓦斯分布规律与现场实测结果相吻合,模拟结果为制定采空区瓦斯抽放措施提供了科学依据。

U+L型通风方式主副进风量配比对漏风场影响

根据两进一回U+L型通风方式的原理,建立了流体力学模型。应用数值模拟技术,探究在U+L两进一回通风方式下漏风流场的规律;对比分析了不同比值的主副进风量对采空区流场及瓦斯运移特征的影响。研究表明:两进一回U+L型通风方式下,当主副进风量配比为3∶1时,能够明显地减少采空区向上隅角的集中漏风,从而可以有效地缓解上隅角和回风巷的有害气体积聚现象。

U+L型通风采空区瓦斯运移数值模拟与实验研究

为获取U+L型通风综采采空区瓦斯运移规律,依据渗流理论和质量守恒定律,建立了综采采空区瓦斯运移方程;以淮南矿区1111综采工作面为研究对象,采用FLUENT软件对采空区瓦斯运移规律进行了三维数值模拟研究,并采用相似材料实验方法对数值模拟的可靠性进行了验证;从数值模拟和实验结果对比分析来看:采用FLUENT数值模拟方法研究采空区瓦斯运移规律是合理、可行的,与相似实验结果相一致;U+L型通风方式下,采空区在走向、倾向和竖直方向上瓦斯分布具有一定规律性;与U型通风方式相比较,U+L型通风通过增加尾巷抽排瓦斯的方式,可明显降低工作面和上隅角瓦斯浓度,以确保矿井安全生产。

“U＋L”型通风综采面合理挡风帘长度确定

合理长度的挡风帘可以有效减少工作面漏风量,避免瓦斯超限、爆炸等事故发生,保证工作面安全生产。模拟了有无挡风帘时和不同挡风帘长度时"U+L"型通风综采面采空区流场、瓦斯分布及上隅角等地瓦斯情况,验证了数学模型和参数的适用性,分析了挡风帘对采空区压力分布及瓦斯分布的影响,确定了"U+L"型通风综采面合理挡风帘长度。研究表明:挡风帘对采空区压力及瓦斯分布都有重要影响,挡风帘可以使采空区内特别是挡风帘遮挡区域采空区压力下降、瓦斯浓度升高;随着挡风帘长度的增加,上隅角瓦斯浓度变化不大,采煤机机尾瓦斯浓度逐渐降低,滞后横川瓦斯浓度呈增大趋势;综合分析确定该采面合理挡风帘长度为120 m。

U型和U＋L型通风采空区流场数值模拟研究

利用Fluent软件,对U型和U+L型通风下的采空区流场进行了数值模拟,对比分析了两种通风方式下的采空区瓦斯浓度分布规律和采空区自燃危险区分布情况。结果表明:U+L型通风较U型通风采空区内瓦斯浓度整体降低;采空区瓦斯爆炸范围往采空区深部移动,但是瓦斯爆炸区域宽度变小。沿采空区走向方向,两种通风方式下的采空区中部瓦斯浓度上升较快。U+L型通风较U型通风采空区内自燃危险区域往采空区深部移动,并且采空区自燃危险区域的宽度也明显增加。

易自燃工作面“U+L”形通风系统氧化带宽度影响因素分析

为了使工作面"U+L"形通风系统能够高效应用,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对工作面"U+L"形通风系统高效应用的衡量原则及不同供风量条件下联络巷距工作面距离与采空区氧化带宽度的关系进行了研究。结果表明:随联络巷距工作面距离增加,采空区氧化带宽度先减小后增大,这一现象与传统观点恰好相反,通过理论分析给出了二者的完整关系曲线及形成原因;工作面供风量与采空区氧化带宽度近似满足指数函数关系,且风量越大这种关系越明显;当联络巷距工作面距离大于30 m时,距离越大,工作面供风量的变化对采空区氧化带宽度的影响越明显;当联络巷距工作面20 m时,风量增加对氧化带宽度变化的影响最弱。假设采空区允许的最高氧化带宽度为50 m,工作面供风量为3000 m^(3)/min及4000 m^(3)/min时,在不采取措施的条件下采空区遗煤容易发生自燃;当工作面供风量为1000m^(3)/min及2000 m^(3)/min时,联络巷的间距不能大于43 m和30 m。

U型通风系统采空区瓦斯抽采技术研究

本文针对自燃煤层U型通风系统工作面上隅角瓦斯积聚现象,采用ANSYS数值模拟对瓦斯浓度与风速的关系进行研究,并根据工作面内瓦斯积聚规律,实施了U型通风系统采空区瓦斯抽采技术,通过工程实践证明此方案能够有效解决U型通风系统工作面上隅角瓦斯积聚的现象。

高瓦斯矿井综采工作面“U”型通风系统的研究与应用

沁秀公司岳城煤矿为高瓦斯矿井,目前开采3号煤层,开采方法为分层开采,上分层综采工作面在回采期间通风系统为"三进一回"多巷通风,回风隅角处留设有回风通道,能够保证回风隅角处的瓦斯浓度平稳,但回风通道不可避免的会与采空区连通,存在采空区通风。为此,通过对1308(上)采面采取本煤层抽放和"四位一体"采空区综合抽放措施治理采空区瓦斯异常涌出,从而安全确保了上分层综采工作面"U"型通风系统的成功应用。

四位一体采空区抽放措施在U型通风系统的应用

以岳城矿1309(上)综采工作面为研究对象,叙述"四位一体"采空区综合抽放措施重点治理采空区瓦斯的方法,探讨其中存在的问题及对策,以期保证U型通风系统安全运行,从根本上解决采空区通风问题。

“U+L”型通风在近距离保护层工作面瓦斯治理中的应用研究

针对平煤集团四矿近距离保护层开采过程中邻近层以及本煤层瓦斯大量涌出的情况,以戊8-19170保护层工作面为例,介绍了"U+L"型通风方式应用,彻底解决了近距离保护层工作面上隅角瓦斯积聚、回风流瓦斯浓度超限问题,确保了安全生产,为同类矿井保护层开采瓦斯治理提供了参考。

U+L型通风工作面采空区自燃三带分布规律研究

突出矿井自燃煤层采用U+L型通风方式的采煤工作面,将会使采空区自燃三带重新分布,通过采用数学模型解算、取气分析等综合技术,可以准确地划分出采空区水平和垂直自燃三带的范围,指导工作面安全、科学地开展防灭火工作。

基于U型通风系统的瓦斯治理试验研究

为完善综采工作面通风瓦斯治理技术方案,在寺河矿5302工作面现有通风方式基础上进行U型通风系统试验,提出改造优化方案。通过采取高位钻孔、中位钻孔、穿透钻孔及闭墙预埋400 mm瓦斯管等措施对采空区高浓度瓦斯进行拦截抽放,监测、分析综采面风流流场分布、53024巷巷口瓦斯浓度、风排瓦斯量及采空区瓦斯抽采量变化情况。结果表明,新型U型通风系统可使风排瓦斯量下降31%,采空区抽采量提高150%,53024巷巷口瓦斯浓度下降23%,并节约了大量成本。试验结果论证了新型U型通风系统的优越性,可为类似煤矿瓦斯治理提供借鉴。

采空区埋管抽放技术在U型通风系统工作面上隅角瓦斯治理应用研究

本文以山西晋煤集团岳城矿1302(下)综采工作面为例,探讨了U型通风系统工作面采空区瓦斯涌出规律及其治理原则,研究结果表明,通过在回风巷敷设两趟采空区管路,一趟插入上隅角进行抽放,另一趟埋入采空区进行埋管抽放,通过进行两趟管路抽放,可有效地遏制采空区瓦斯涌出,消除工作面上隅角瓦斯积聚现象,确保工作面安全生产。

“U+L”型通风工作面瓦斯抽采对采空区自燃危险区域影响研究

为了掌握"U+L"型通风工作面自燃危险区域分布情况,更好地协调工作面瓦斯抽采与防灭火工作,采用现场试验的方式对典型工作面进行试验研究。试验在工作面采空区回风侧每隔30 m设置1个束管取样口和1个测温装置,各测点随着工作面的推进,连续测试采空区气体成分及温度数据;通过调整瓦斯抽采方式,测试采空区自燃危险区域分布情况。结果表明:"U+L"型通风配合瓦斯抽采能很好地解决工作面瓦斯超限问题,但会造成严重的采空区漏风;通过取消不合理的瓦斯抽采手段,能够保证工作面瓦斯抽采满足安全生产要求的同时明显缩小采空区自燃危险区域,降低采空区自然发火危险。