浅埋藏近距离煤层群低氧工作面均压通风技术研究

以石圪台煤矿22上104工作面回风隅角低氧问题为研究背景,分析低氧气体来源以及大气压力、温度、工作面推进速度对采空区气体涌出的影响规律,结果表明,该工作面低氧原因是由于煤层N2成分赋存较高,属于典型的N2-CO_(2)带,相邻采空区遗煤在良好的储热环境下发生低温氧化,产生大量低氧气体使得采空区压力上升,部分低氧气体在压力作用下经漏风通道向工作面回风隅角运移,最终涌入工作面。在对低氧气体来源及涌出原因分析的基础上,运用均压通风技术调节工作面与采空区之间的压差,减少工作面的漏风以及低氧气体的涌出,使工作面的氧气含量维持在正常水平,实现矿井的高效生产。

浅埋近距离煤层群综放工作面回风隅角低氧治理技术

针对浅埋近距离煤层群开采过程中经常会出现的上隅角现象防治难题,以陕北小保当煤矿112207工作面为研究对象,提出了基于引射原理的工作面低氧防治技术并利用数值模拟软件,对不同引射风流条件下工作面风速及氧浓度变化规律进行分析。模拟结果表明:引射风流对工作面回风隅角低氧环境改善效果良好,引射风流方向与回风巷倾斜设置时,效果最佳。此位置条件下引射风速8 m/s便可有效消除回风隅角低氧现象,使整体氧浓度保持在19%以上。最后,通过现场试验对数值模拟结果进行了验证,检验了所提出的基于风流引射技术的回风隅角低氧方法的有效性。研究成果能够对工作面回风隅角低氧防治工作提供一定的指导。

浅埋藏近距离煤层群综采工作面低氧原因分析

基于神东矿区厚松散层薄基岩浅埋藏近距离煤层群的开采特点,分析了工作面低氧的原因,给出了工作面低氧的防治对策。神东矿区煤层处于氮气-二氧化碳带,采空区遗煤低温氧化产生大量低氧气体,在通风负压和大气压力的作用下,通过漏风通道由采空区向回风隅角涌出,造成工作面低氧。采用多种技术手段防治低氧:在开拓开采方面,少留或不留联络巷,减少采空区遗煤,采空区达5个以上时,相邻工作面留设足够距离的隔离煤柱;在安全监测方面,设置氧气传感器、警示标牌,建立低氧预警机制;在通风系统方面,根据实际条件采用"U+L"型、"Y"型或均压通风系统;在通风技术及管理方面,采取封堵漏风通道,对采空区进行卸压等措施。

局部正压通风方法解决采面低氧问题的试验及模拟研究

针对浅埋近距离煤层群工作面易产生低氧现象的难题,以山西某矿3105工作面低氧问题为研究背景,采用理论分析、相似模拟及数值模拟方法进行了研究。分析得出煤层地质条件、工作面通风方式、大气压力变化和自然风压是工作面产生低氧现象的主要原因,并探究了采用局部正压通风方法解决采面低氧问题的可行性。结果表明:采用负压通风时,增加风速不能明显提高工作面上隅角区域的氧气体积分数,仍低于20%;采用局部正压通风时,采场内20%氧气体积分数等值线在通风风速达到1.6 m/s时,与工作面呈平行状态,增加风速能有效提高采面上隅角的氧气体积分数;采用局部正压通风回风巷增阻时,相较于单一的局部正压通风能够在更小的风速条件下解决采面低氧的问题,且一定程度上有利于防范采空区遗煤自然发火。利用COMSOL仿真软件,建立工作面采场气体运移模型,开展了不同通风方法、不同风速条件下的采空区氧气体积分数分布及运移规律研究,数值模拟结果与试验测定结果基本一致。3105工作面现场实践表明,采用局部正压通风回风巷增阻的技术措施能够有效解决工作面低氧问题,工作面上隅角及回风流的氧气体积分数由15%上升到20%以上,并始终保持正常水平,确保了工作面的安全生产。

小窑火区下采空区有害气体防治技术研究

小窑火区下回采工作面易发生上隅角低氧和有害气体超限,严重制约着矿井安全生产。为理清采空区有害气体的运移规律,以达西定律、扩散定律、流体动力弥散定律为基础构建了采空区气体运移的数学模型,利用COMSOL Multiphysics反演了沙坪矿13102工作面采空区有害气体的运移过程。结果表明:新鲜风流从进风巷道以及工作面流入采空区,然后从上隅角流出,在风流的带动下CH_(4)和CO从上隅角流出,导致工作面上隅角CH_(4)和CO体积分数超限、工作面低氧,在此基础上提出上隅角埋管抽采和均压通风的措施防治工作面上隅角低氧、有害气体超限,数值模拟发现上隅角埋管抽采只能防治工作面低氧的问题,而均压通风既能够防治工作面低氧还能阻止采空区有害气体涌向工作面。

浅埋深近距离煤层群综采工作面低氧原因分析与防治对策

基于神东矿区厚松散层薄基岩浅埋深近距离煤层群的开采特点,分析了工作面低氧气体的来源及涌出原因,给出了工作面低氧的防治对策。认为:神东矿区煤层处于N_2-CO_2带,加之采空区遗煤低温氧化产生大量低氧气体,在通风负压和大气压力的作用下,通过漏风通道由采空区向回风隅角涌出,造成工作面低氧。低氧的防治是多种技术手段的综合应用,在开拓开采方面,尽量少留或不留联巷,减少采空区遗煤,采空区达5个以上时,相邻工作面留设足够距离的隔离煤柱;在安全监测方面,设置氧气传感器、警示标牌,建立低氧预警机制;在通风系统方面,根据实际条件采用"U+L"型、"Y"型或均压通风系统;在通风技术及管理方面,采取封堵漏风通道,对采空区进行泄压等措施。

煤矿均压通风安全技术及应急处置措施

基于永胜煤矿2307工作面在之前开采过程中出现低氧的情况,根据该矿地质概况、工作面通风方式以及附近工作面采动影响情况的分析,找到出现工作面低氧现象的具体原因,为此改造工作面的通风方式,采取"U"型均压通风措施很好解决了低氧问题,保证了工作面安全高效生产。

浅埋藏煤层火区下开采均压防灭火技术研究

为了解决元宝湾煤矿浅埋藏煤层火区下开采采空区自然发火有毒有害气体涌出和回风隅角低氧问题,提出了风机-风窗联合均压防灭火技术,测定6105工作面在额定风量1200m^3/min时的通风阻力约194~202Pa,采用2组4台2×45k W局部通风机(两用两备)向工作面供风,通过减小调节风窗面积来提高工作面压力。结果表明:6105工作面均压防灭火系统启动后,工作面风量为1220m^3/min时,通过风窗调节,地表至6105工作面的通风阻力降为0Pa,处于平衡状态,回风隅角CH_4,CO气体浓度均为0,O_2和CO_2气体均维持在安全浓度范围之内,证明均压系统起到了较好的效果。