高瓦斯矿井采空区拖管抽采技术研究与应用

为解决某矿采空区埋管抽采技术治理上隅角瓦斯效率低的问题,以某矿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瓦斯抽采的必要性。通过现场工业性试验对3206工作面上隅角瓦斯拖管布设参数及合理的托管抽采步距进行研究,并采用Fluent数值模拟进行了验证。结果表明:数值模拟和现场工业性试验结果基本一致,最终确定拖管抽采上隅角瓦斯拖管距离巷道顶板0.2 m,距离回风巷外帮0.6 m,进入采空区深度为15 m时抽采效果最好,能够解决上隅角瓦斯超限,具有较强的实用性。

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。

回采工作面上隅角瓦斯拖管抽采技术参数研究

针对传统埋管抽放上隅角瓦斯技术中抽放点在空间位置不连续抽放效果差、管材浪费严重抽放成本高等重大缺陷,提出了上隅角瓦斯拖管抽采技术,可使抽放点匹配工作面推进速度,实现了采空区瓦斯抽放最佳效果的连续性,并且能回收管材降低抽放成本。采空区瓦斯抽放最佳位置的选择即抽放参数的确定是成功实现上隅角瓦斯拖管抽放的关键。利用Brinkman方程、菲克扩散定律和瓦斯扩散平移方程来描述瓦斯的流动扩散行为,建立工作面瓦斯流动多物理场耦合模型,并利用Fluent对模型进行求解,从而确定拖管抽放最佳布置参数,并对其进行实际应用和效果测试。结果表明:数值模拟和现场测试结果基本一致,最终确定了最佳抽放点位置为距离底板2.4 m、沿倾斜方向距离回风巷道1.57 m、沿走向深入采空区17.4 m处;应用期间杜绝了上隅角瓦斯超限,上隅角瓦斯拖管抽采技术具有较好的适用性和可行性。

基于回采工作面流场分布的拖管抽采瓦斯参数模拟研究

为准确探究综采工作面和采空区瓦斯流场特征,利用Navier-stokes方程和Brinkman方程描述风流在自由流动和多孔介质中的运移规律,结合Brinkman方程对流扩散和溶质传递方程构建了瓦斯浓度分布模型。针对上隅角瓦斯超限情况,应用COMSOL Multiphysics多物理场耦合分析工具研究了拖管抽采技术的合理性和可行性,并确定了最佳布置参数。模拟计算结果表明:COMSOL Multiphysics能有效模拟瓦斯流场分布和采空区拖管抽放效果,并为最佳抽放点位置和合理抽放参数的选取提供了技术支持和理论指导。