综放采场J型通风系统治理高瓦斯涌出的研究

根据潞安王庄煤矿5201综放工作面实际条件,在成功实施沿空小断面留巷的基础上,提出了综放采场J型通风系统治理高瓦斯涌出的方法及其调控技术.J型通风系统本质上是以通风方法按工作面瓦斯来源分别治理高瓦斯涌出的一种新型"一进两回(排)"通风系统,现场应用表明,利用该系统能从根本上消除工作面和上隅角局部瓦斯积聚,实现高产高效综放开采.

J型通风综放采空区流场与瓦斯运移数值模拟

针对综放开采新型J型通风系统,建立了J型通风采空区流场模拟的计算流体力学模型.通过数值模拟,对比分析了J型通风和U型通风条件下的采空区流场及瓦斯运移特征.在不同采空区大小、排瓦斯专用巷抽排能力以及抽排风机安设位置等条件下,系统研究了J型通风采空区流场和瓦斯运移规律.结果表明,采用J型通风系统可消除采空区向上隅角的集中漏风,从而有效解决了U型通风上隅角瓦斯积聚问题.

综放开采J型通风采空区渗流场数值分析

以潞安矿区王庄煤矿5201综放面通风和瓦斯抽放为背景,分析J型和U型通风时采空区破碎岩体内的渗流和瓦斯浓度分布规律。J型通风采空区渗流为“一源两汇”,并有明显取近道的趋势,J型通风比U型通风更有利于瓦斯排放。为建立破碎岩体渗流数值模型,还兼顾分析采空区上方的支承压力,得出该处支承压力的分区特征。

J型通风工作面采空区漏风与瓦斯浓度分布规律研究

为获得工作面不同供风量时工作面漏风及采空区瓦斯分布规律,为工作面瓦斯治理提供理论支持,利用Fluent数值模拟方法对王庄矿8103工作面在供风量分别为2198m^3/min、2350m^3/min、2500m^3/min、2650m^3/min下采空区漏风及瓦斯浓度分布特征进行模拟与分析,得到了沿工作面全程的漏风分布及采空区瓦斯分布。分析结果表明:随着工作面供风量增加,工作面向采空区的漏风量逐渐增加;采空区内瓦斯浓度逐渐降低;上隅角瓦斯浓度不断降低,并且当工作面风量提高到2350m^3/min时,上隅角瓦斯浓度降低到1%以下。

U型与J型通风采空区流场数值模拟研究

为了对比分析U型通风与J型通风采空区流场运移规律,建立了U型通风与J型通风采空区二维模型,用Fluent软件对其流场进行了模拟。结果表明：无论U型通风还是J型通风,沿采空区走向瓦斯浓度都逐渐增大,但U型通风采空区深部瓦斯浓度（高于80%）要远高于J型通风采空区深部瓦斯浓度（10%左右）;J型通风条件下漏风风流携带瓦斯向采空区深部运移,工作面上隅角瓦斯浓度较低,仅为0.1%～0.2%,而U型通风部分漏风风流经采空区后又携带瓦斯进入工作面,上隅角瓦斯浓度达到1%～5%;J型通风相比U型通风能较好解决上隅角瓦斯积聚问题。

J型通风理念治理综放工作面高瓦斯涌出的研究

以潞安王庄煤矿5201综放工作面为背景,提出了J型通风系统治理瓦斯方法,这一系统主要是在工作面向前推进时利用采空区中的回风巷作为瓦斯的排放通道,在开采过后对锚网喷支护巷道的隅角进行简易的小断面支护,同时保证通风断面的可靠性及安全性,形成"一进二排"的瓦斯安全系统。从该系统在综放面的应用情况来看,它从根本上调整采空区瓦斯源所涌出的瓦斯的流动方向,避免瓦斯进入工作面,保证整个瓦斯源析出的全部瓦斯都能够彻底地排走,避免了瓦斯在工作面或上隅角集聚的可能性,有效地保障煤矿的安全、高效地生产。

“J+E”型通风方式在王庄煤矿的实践

"J+E"型混合通风方式利用关键层免压区理论,采用沿空留巷技术以低成本、低投入在采空区维护出一条专用回风巷道,使工作面回采过程中产生的大量瓦斯经专用回风巷排至采区回风巷,以较小的风量排出大量瓦斯,克服了U型通风一进一回的缺点,有效解决了高瓦斯综放工作面上隅角瓦斯积聚,保证了高产高效工作面的安全生产。

“J+E”型通风方式在王庄煤矿的应用

"J+E"型混合通风方式利用关键层免压区理论,采用沿空留巷技术以低成本、低投入,在采空区维护出1条专用回风巷道,使工作面回采过程中产生的大量瓦斯经专用回风巷排至采区回风巷,以较小的风量排出大量瓦斯,克服了U型通风一进一回的缺点,有效解决了高瓦斯综放工作面上隅角瓦斯积聚,保证了高产高效工作面的安全生产。

“J”型通风系统采空区瓦斯运移与漏风规律的相似模拟

根据几何相似定律、运动相似定律以及动力相似定律,建立采空区相似模型。模型工作面采用"J"型通风方式,利用压力测定、示踪气体、瓦斯浓度取样测试等技术手段,研究"J"型通风系统下采空区瓦斯运移分布以及采空区漏风规律。

尾巷风量对“J”型通风工作面漏风及瓦斯分布的影响

利用Fluent软件对王庄矿8103"J"型通风工作面在不同尾巷风量时的采空区漏风及瓦斯运移进行了数值模拟,得出了沿着工作面全长的漏风分布及采空区瓦斯分布,并分析了其随尾巷风量的变化规律。研究结果表明:总风量不变的情况下,不同尾巷风量时工作面均是全程向采空区漏风,在下隅角处漏风量最多。随着尾巷风量的增大,工作面漏入采空区的风量逐渐增大,其中在下隅角及回风巷处的增幅较大;高浓度瓦斯有向采空区深部移动的趋势。

低瓦斯矿井瓦斯综合治理技术研究

针对王庄煤矿6206工作面"J"型通风实际情况,通过分析研究提出了"J"型通风结合尾部负压风机抽放、采空区埋管瓦斯抽放等瓦斯综合治理方案,并对上隅角插管结合尾部风机抽放和采空区埋管结合尾部风机抽放两种瓦斯综合治理方法治理效果进行了分析研究,得到了适合低瓦斯矿井与"J"型通风相配套的瓦斯综合治理技术。

王庄煤矿6206综放面采空区瓦斯流场及浓度分布规律研究

利用计算流体力学(CFD)软件Fluent对6206综放面回采不同区段时采空区瓦斯流场及浓度分布进行了数值模拟,得到了"J"型通风条件下的采空区流场及瓦斯运移规律。结果表明,采用"J"型通风系统可减少采空区向上隅角的集中漏风,对有效解决工作面上隅角瓦斯积聚有着重要的作用。