基于FLAC^(3D)的高抽巷围岩稳定性数值模拟分析

为提高高抽巷的稳定性,本文采用数值模拟的手段分析了S1302高抽巷在开挖过程中的支承压力分布规律,采用分段掘进的方法共计掘进了3次。研究结果表明,高抽巷在开挖过程中,左右两侧的侧向支承压力分布特征并不相同。在靠近实体煤一侧,侧向支承压力随距离增加逐渐缩小。在靠近回风平巷一侧,侧向支承压力随距离增加迅速下降,当超过S1302回风平巷影响范围后,侧向支承压力逐渐增加至原岩应力,然后保持不变。

高抽巷预抽采工作面爆炸危险性研究

高抽巷预抽采工作面对煤矿生产的稳定性和经济效益至关重要。然而,由于其存在爆炸危险性,研究工作面的爆炸危险性具有重要意义。瓦斯爆炸需要满足3个条件:瓦斯爆炸界限、引火温度和氧气浓度。为了研究工作面的爆炸危险性,对余吾煤业采用了高抽巷抽采的工作面进行了气体监测实验,并测量了瓦斯回采期间工作面和高抽巷的瓦斯涌出规律。实验结果显示,余吾煤业工作面氧气浓度和瓦斯浓度均符合爆炸条件。通过探究工作面瓦斯涌出规律,发现可以通过调整工作面推进度来改变高抽巷的瓦斯浓度。因此,高抽巷预抽采的工作面在氧气和瓦斯方面均能满足爆炸要求,并可通过调整推进度来降低瓦斯浓度,减少瓦斯爆炸的可能性,为煤矿生产安全提供了参考。

伪倾斜后高抽巷配合走向高抽巷瓦斯抽放技术

针对寺家庄矿回采工作面初采期瓦斯涌出异常,邻近层瓦斯涌出量大的问题,采用伪倾斜后高抽巷配合走向高抽巷技术,对其抽放技术机理和抽放效果进行了研究。结果表明:伪倾斜后高抽巷能成功解决初采期瓦斯的不均衡涌出和频繁超限的难题,使初采时间缩短了9 d;走向高抽巷在冒落"三带"形成后,抽放纯量增加至110.71 m3/min,抽放率达88.35%,抽放效果良好。

工作面高抽巷工程研究与应用

某矿回采盘区呈现煤层厚、瓦斯浓度高、回采期间瓦斯涌出量大的特征,尤其是在首采面回采过程中,回风巷上隅角瓦斯浓度多次出现超限现象,高位瓦斯抽放巷的抽放瓦斯浓度却只有不到4%,抽采效果较差。因此对临近综采面进行高抽巷层位布置,结合高抽巷瓦斯抽放原理及理论公式,进行高抽巷层位、管路设计,增强瓦斯抽放量,降低上隅角瓦斯浓度。

工作面高抽巷掘进技术研究与应用

传统高抽巷掘进施工效率低下且安全性无法保障,本文以某煤矿工作面高抽巷为例,分析支护参数、爆破方式,并采用联合支护、全断面一次起爆等技术,实现了工作面高抽巷高效掘进,现场实践效果显著。

“墩柱+柔模”Y型通风高抽巷层位数值模拟研究

针对王庄煤矿91-105综放Y型通风工作面瓦斯赋存量大和抽采难度大的特点,提出“墩柱+柔模”沿空留巷方法,采用以顶板高抽巷抽采为主,结合本煤层采前预抽孔及裂隙带钻孔综合抽采措施。通过理论计算和数值模拟,确定了91-105工作面顶板高抽巷的合理层位为垂直位置28~35 m,水平位置为30 m.现场根据地质条件,高抽巷层位为顶板上27~37 m,与工作面回风巷水平距30 m,现场抽采瓦斯浓度平均3.7%,抽采纯量平均15.97 m^(3)/min,达到设计抽采效果。

高抽巷锚杆(索)支护锚固性能数值计算分析

高抽巷围岩稳定对下部煤层瓦斯的抽采发挥着至关重要的作用。文章以余吾煤业S1302高抽巷为研究对象,采用数值计算研究了S1302高抽巷掘进过程中锚杆(索)支护受力特征、锚固剂剪切应力分布形态及巷道围岩变形情况。使用锚杆(索)支护S1302高抽巷后,在高抽巷掘进过程中,锚杆(索)最大轴力分别为250 kN和200 kN,均未达到锚杆(索)抗拉极限,因此锚杆(索)不会发生拉伸破断。锚杆(索)支护系统中锚固剂内最大剪切应力为4 MPa,未达到锚固剂剪切强度,因此不会发生锚固剂剪切失效现象。在高抽巷掘进过程中,巷道围岩变形主要以顶板下沉为主,底板鼓起量和两帮变形量相对较小,但均在允许范围内。该项研究为余吾煤业高抽巷支护设计提供了理论依据。

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%.

顶板高抽巷合理布置与支护技术

为确保余吾煤业N1202顶板高抽巷长时间稳定运行,满足矿井的瓦斯抽放需求,实现矿井安全开采,通过理论分析、数值计算、现场实践相结合的方法,对高抽巷的布置位置和围岩应力、变形等进行了分析探讨。结果表明:高抽巷宜布置在煤层顶板裂隙带内,且与煤层顶板垂距H宜为30 m,与工作面回风巷平距S宜为20 m;为了保证高抽巷的稳定性,设计采用锚杆索支护巷道。现场观测结果显示:采用锚杆索联合支护,可有效控制巷道表面形变及顶板岩层分离,避免锚固区岩石破裂或变形,为充分发挥锚杆索支护效果与保证瓦斯抽采效果提供有力保障。

综采工作面高抽巷瓦斯治理技术应用

贺西煤矿为煤与瓦斯突出矿井,综采工作面布置高抽巷抽采采空区瓦斯解决回采期间回风隅角瓦斯超限问题。针对3314工作面煤层顶板岩性,确定工作面高抽巷掘进层位为煤层顶板上方20 m,工作面回采初期100 m范围内施工两排下行钻孔导通裂隙带,有效将瓦斯抽采浓度提升至4%~5%,维持回风隅角瓦斯浓度为0.29%~0.34%,确保工作面的安全高效生产。

高抽巷位置对瓦斯抽采效果影响分析

为了研究高抽巷不同布置位置对瓦斯抽采效果的影响,基于覆岩破坏规律分析了顶板岩层分带情况,并建立了岩石空隙率随覆岩应力变化的数学模型,最终通过数值计算定量分析了高抽巷在顶板不同高度及距回风巷不同距离的瓦斯抽采效果。结果表明:当水平距离及垂直距离均为20 m时,工作面上隅角及回风巷瓦斯浓度大幅低于安全标准值,分别为安全限额的33%和37%,且在瓦斯不超限的前提下,高抽巷瓦斯抽采浓度和抽采纯量均最大,分别为23.9%和38.5 m^(3)·min^(-1);同时当抽采负压为25 kPa时,上隅角及回风巷瓦斯浓度最低,抽采浓度最高。

王坪煤业高抽巷瓦斯抽采参数优化与应用研究

针对朔煤王坪煤业生产强度较大,易导致回采期间工作面瓦斯涌出量增加的问题,根据现场实测数据,对瓦斯涌出量进行预测,研究了回采推进时覆岩裂隙发育对瓦斯涌出的影响,分析了高抽巷布设对瓦斯体积分数的影响,并进行数值模拟;提出了高抽巷抽采治理技术。研究结果表明:高抽巷布设垂距和平距都为20 m时为最优方案,高抽巷瓦斯涌出量指标在40~70 m^(3)/min之间,现场实际涌出量为55.72 m^(3)/min,抽采率为76.2%,满足抽采率大于50%的需求,可保证工作面安全生产。

煤矿综采工作面高抽巷通风技术分析

中国煤炭行业在经历多年发展之后基本实现了综合机械化开采,也使得综采技术成为当前主要应用的煤矿开采技术之一,在安全性和生产效率上都有非常理想的保障效果。然而该技术存在对煤层地质条件适应性不足的问题,也会导致瓦斯释放速度迅速上升,对此需采取对应的通风技术来充分保证开采作业的安全性;尤其是高瓦斯矿井对这方面有着更高要求。高抽巷通风技术的应用就可实现相当理想的抽采效果,但需要建立在高抽巷合理布置的前提下。因此,针对高抽巷通风技术在煤矿综采工作面具体的应用的分析,对保障煤矿综采工作面正常作业而言就显得至关重要。

高抽巷治理采空区瓦斯的数值模拟研究

晋煤集团某矿1307工作面瓦斯涌出量大且瓦斯抽采困难,为解决其上隅角瓦斯超限问题,采用一种设置走向高抽巷抽采瓦斯的方法。首先通过经验公式确定高抽巷最佳抽采层位和距回风巷的位置,进而使用Fluent软件模拟高抽巷瓦斯抽采效果,最后将模拟方案布置于现场进行验证。结果表明:高抽巷垂距35 m、平距30 m时,上隅角瓦斯浓度低于1%,符合煤矿安全规程,有效解决了工作面上隅角瓦斯超限难题。

顶板高抽巷在鸡西矿区的应用

鸡西矿区通过采用顶板高抽巷抽采技术,实现了对绝对瓦斯涌出量大于30 m3/min的采面的安全高效回采。顶板高抽巷在瓦斯抽采中所起的作用越来越大,已占鸡西瓦斯抽采总量的32%以上。

综采工作面初采期局部高抽巷瓦斯治理效果分析

以开元煤矿9801综放工作面为研究对象,针对综放工作面初采期瓦斯频繁超限的问题,结合工作面上覆煤岩层覆存状态及采动破断规律,提出了9801综放工作面初采期局部高抽巷布置方案:局部高抽巷分为初采倾向高抽巷段、走向高抽巷段和辅助倾斜高抽巷段3段,顺序联结成抽采系统;初采倾向高抽巷段布置在6号煤层中,至开切眼水平距离为15 m;走向高抽巷段布置在3号煤层中,至工作面的垂直距离为43 m,与回风巷的距离为4 m。现场实际应用表明:回风瓦斯体积分数控制在0.6%左右,尾巷瓦斯体积分数控制在1.4%左右,较好地解决了9801综放工作面初采期瓦斯超限断电问题。

走向高抽巷合理层位的FLUENT数值模拟

为获取走向高抽巷抽采瓦斯的最佳位置,构建走向高抽巷条件下的采空区瓦斯运移模型.通过FLUENT数值模拟软件分析了高抽巷与回风巷不同平距,与煤层顶板不同垂距条件下,抽采瓦斯的效果.数值模拟和现场应用结果表明:高抽巷布置在回风巷附近,与倾向断裂线边界0.46倍带宽(回风巷侧裂隙带);且位于冒落带之上,与其边界垂高2.8倍采高时,效果最好,能有效解决工作面瓦斯超限问题,保证工作面安全回采.

走向高抽巷布置参数分析与瓦斯抽采工程实践

我国西部地区煤矿采煤工作面瓦斯涌出量大,瓦斯超限严重影响工作面安全回采,目前采用的走向高抽巷方式因其具体布置层位多凭经验选取,若布置不合理,则抽采效果差,不能有效地治理工作面瓦斯,故进行走向高抽巷布置参数的优选具有重要意义。为此,在理论分析计算的基础上,针对西部地区典型的开采条件,采用非线性大变形程序数值模拟了采空区顶板覆岩应力分布及裂隙演化规律,确定了走向高抽巷应布置在采空区顶板裂隙带的中上部40m的岩层中,距回风巷水平投影距离为40m。并以山西天池煤矿103工作面为例,验证了高抽巷布置参数的合理性,其最大瓦斯涌出量高达90.32m3/min。以此为指导,通过采取走向高抽巷抽采、风排和尾排瓦斯相结合的综合治理技术,日产原煤最高达8 000t,平均瓦斯抽采率达70%,最大瓦斯抽采率达86%,工作面回风流的瓦斯浓度控制在0.8%以下,实现了高瓦斯综放开采工作面的安全高效回采。

高瓦斯综采工作面顶板走向高抽巷布置研究

为解决高瓦斯综采工作面瓦斯超限问题,针对赵庄煤矿1307工作面实际地质条件和开采技术水平,提出在工作面顶板布置走向高抽巷抽采瓦斯。为合理布置高抽巷,通过修正经验公式进行理论计算,利用FLAC^(3D)模拟顶板覆岩运动,结合钻孔流量法现场观测得出垮落带最大高度为25.15 m,裂隙带最大高度为75 m,并确定高抽巷与煤层顶板垂距为30 m。通过对回风巷和高抽巷进行巷道应力分析,并考虑岩层垮落角的影响,选取高抽巷与回风巷水平错距为25 m。工程实践证明:高抽巷在抽采期间,抽采瓦斯纯量和浓度都保持在较高值,其大小波动受到工作面周期来压和地质条件影响;工作面回采期间,上隅角和回风巷瓦斯浓度都保持在较低值,避免了瓦斯超限问题。

高瓦斯综放工作面高抽巷合理层位的确定

为解决下沟煤矿ZF301工作面所在的高瓦斯区域采空区瓦斯涌出量大,工作面风流及上隅角瓦斯经常超限的问题,基于采动覆岩破坏形成的"O"形圈理论,提出在其顶板布置高抽巷的治理方法。通过理论计算得到顶板岩层断裂高度为47.03~58.23 m,利用Fluent软件数值模拟高抽巷在45、55、65 m三个不同垂距的抽采效果,得到55 m层位的高抽巷抽采瓦斯体积分数最大,上隅角瓦斯体积分数最小,且在1%以下。现场将高抽巷布置在50 m层位,正常回采期间平均瓦斯抽采纯量为31.58 m^3/min,占工作面绝对瓦斯涌出量的比例达到了69.74%,使风排瓦斯量下降到4.79 m3/min,上隅角瓦斯从未超限,达到了工作面瓦斯防治的目的。