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。

“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。

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+L形与双U形通风瓦斯分布数值模拟对比研究

通过对永红煤矿工作面U+L形通风和双U形通风的介绍,应用Fluent软件模拟了这2种通风的瓦斯分布。结果表明,双U形比U+L形风排瓦斯能力更强,上隅角瓦斯和尾巷浓度处于安全范围之内,且安全系数高;其具有更高的抗灾能力和安全性能,保证通风系统安全可靠运行。

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。

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+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。

U+L通风下采空区漏风规律及气体体积分数分布研究

针对酸刺沟煤矿U+L通风条件下漏风复杂且上隅角O2体积分数偏低、有害气体体积分数偏高的问题,通过现场试验及数值模拟,对采空区漏风规律及气体体积分数分布进行研究,并提出一种新式密闭封堵措施。结果表明:采空区联络巷密闭漏风导致相邻采空区有害气体通过密闭裂隙漏入回采工作面采空区,且受回采工作面遗煤氧化及原煤CO2解吸影响,回风隅角O2体积分数偏低,CO2和N2体积分数偏高;回风隅角O2体积分数与联络巷密闭距工作面距离成正比,CO2和N2体积分数与联络巷密闭距工作面距离成反比;采取密闭封堵措施后,上隅角CO2体积分数降到0.25%以下,O2体积分数提高到16%以上;现场试验及数值模拟得到的采空区“三带”范围基本一致,氧化带范围为7~110 m,确定采煤机割煤速度不得小于2.13 m/d。

“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+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。

“U+L”型通风超长工作面瓦斯与煤自燃复合灾害分布规律研究

针对"U+L"型通风超长工作面瓦斯与煤自燃复合灾害防治,以黄陵矿业公司205采煤工作面为例,模拟分析了采空区漏风规律、瓦斯浓度分布规律和氧浓度分布规律,通过束管监测验证了氧浓度分布。研究得出:进风侧采空区瓦斯和氧浓度场叠加形成的狭长"S"型区域和封闭联络巷是煤自燃诱发爆炸的重大风险区域,并提出相应防治建议。

关于采煤工作面U+L型通风方式的探索与实践

介绍了庙湾煤矿14208工作面应用U+L型通风方式治理工作面上隅角瓦斯的经验,为处理回采工作面上隅角瓦斯问题提供了一种较好的方法。

U+L型通风处理上隅角瓦斯

义煤集团公司宜洛矿利用U +L型通风方式解决了工作面上隅角的瓦斯超限问题。

U+L+I型通风治理综采工作面回风隅角瓦斯

主要介绍了司马煤业公司二采区1205工作面利用U+L+I型通风解决工作面瓦斯的实际情况。实践证明,利用U+L+I型通风解决工作面瓦斯超限的方法是行之有效的。

“U+L”型通风方式在高瓦斯综放工作面的应用

在综采放顶煤工作面采用"U+L"型通风方式,取得了显著的效果,解决了综放工作面上隅角和回风流瓦斯超限问题,保证高产高效工作面效能的发挥,取得了可观的经济效益和社会安全效益。

综放工作面“U+L”型通风瓦斯运移规律研究

以山西沈家峁煤矿10101工作面为背景,通过理论分析和现场实际,系统分析了10101综放工作面瓦斯涌出来源、流动特性及其影响因素,对综放工作面"U+L"型通风瓦斯运移规律进行研究。研究结果表明:在综采放顶工作面采用"U+L"型通风方式,取得了显著的效果,解决了综放工作面上隅角和回风流瓦斯超限问题,保证高产高效工作面效能的发挥,取得了可观的经济效益和社会安全效益。

“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律研究

为了研究“U+L”型通风条件下采场瓦斯分布规律,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,理论分析了工作面瓦斯赋存规律和多孔介质瓦斯运移模型基本方程,然后,采用Fluent数值模拟软件,模拟了“U+L”型通风方式下采空区瓦斯浓度分布、工作面瓦斯分布规律以及采空区风流场分布规律。研究得出,该通风方式下,能够稀释和疏散采空区瓦斯,同时也增大了回风巷排瓦斯的负担,应增加其他相关瓦斯抽采措施,确保矿井的安全开采。

保护层开采综采面“U+L”通风瓦斯防治技术分析

矿井向深部开采以及综合开采应用的不断发展,让瓦斯防治问题也变得更加突出,如何做好保护层开采防突处理,合理对大量瓦斯涌向工作面问题进行处理,成为现代开采作业研究的重点内容.文章通过对“U+L”通风瓦斯防治实施必要性和瓦斯涌入工作面来源的分析与研究,对“U+L”通风瓦斯防治技术应用方式展开了深度探讨,希望能够为瓦斯防治工作开展提供一定参考.