U型工作面上隅角埋管瓦斯抽采数值模拟研究

传统的U型通风工作面上隅角瓦斯积聚现象经常出现,严重制约着矿井正常生产能力的有效发挥,对矿井安全生产造成重大威胁。基于前人对采空区非均质多孔介质气体运移理论的研究,采用Fluent软件数值模拟研究了U型和上隅角埋管条件下U型通风系统的静压力场和瓦斯浓度场。研究结果表明:在相同的模型参数条件下,U型通风容易造成上隅角瓦斯积聚,上隅角瓦斯超限问题十分严重;采空区5m处埋管,治理上隅角瓦斯积聚的效果欠佳,达不到安全开采的条件;15m处埋管可以较好的解决上隅角瓦斯超限问题,工作面没有出现瓦斯积聚现象,工作面和回风巷的瓦斯浓度始终处于1%以下;25m处埋管的效果与15m基本相同,没有表现出更好的瓦斯治理效果。综合数值模拟的结果,确定了上隅角埋管抽放采空区瓦斯的理想抽放位置为距离地板垂高1.2m、沿走向深入采空区15m处。

上隅角埋管抽放前后采空区瓦斯运移规律研究

针对新安煤矿14211沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯浓度超限问题,对综放开采工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。根据CFD数值模拟的理论,建立采空区瓦斯渗流的三维非均质模型,并得到了模型中相应参数的确定方法。利用Fluent数值模拟软件,对比分析了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯有无情况下的采空区瓦斯运移及浓度分布规律。模拟结果表明:通过上隅角瓦斯抽放可平均减少42%的上隅角和采空区的瓦斯,有效解决了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯积聚问题,从而保障了综放开采工作面的安全生产。

U型通风方式采煤工作面上隅角瓦斯处理方法

通过对U型通风方式采煤工作面上隅角的瓦斯积聚形成原因的分析,以及对设置临时挡风帘、提高采面供风量、设置采空区风幛、U+L通风系统专用排瓦斯尾巷、高位钻孔抽放瓦斯等五种处理上隅角瓦斯超限方法效果的比较分析,总结出了较好的处理上隅角瓦斯超限的方法。

上隅角瓦斯积聚问题探究

深部矿井开采的一大难题是上隅角瓦斯积聚的治理,研究上隅角瓦斯积聚问题的治理方法对安全高效生产具有重要的意义,本文集中讨论了几种解决上隅角瓦斯积聚的方法。

气动风机配合涡流区置换治理上隅角瓦斯技术

针对戚家坡煤矿S204综放面煤层厚倾角大,采用"U"形通风极易造成上隅角瓦斯超限问题,分析了综放面上隅角瓦斯的主要来源与积聚成因,研究了气动风机配合涡流区置换治理上隅角瓦斯技术.通过数值模拟确定了气动风机最佳安设位置和技术参数,根据气动风机参数确定了上隅角涡流区置换工艺参数和工程实施方法.应用结果表明:技术实施后综放面上隅角瓦斯浓度下降最高可达61.78%,瓦斯超限得到了有效控制.

上隅角瓦斯吹排风机试验研究

介绍了用于煤矿上隅角瓦斯的吹排风机的试验,选择了6个比较特殊的截面,利用五孔球探针测量了风机风筒内部的压力和各向速度,从而可以分析了解风筒内的流场分布。通过分析提出了适合本风机的切向速度分布模型,得到了二次流分布图,为消除二次流影响提供参考。

高位定向长钻孔瓦斯抽采技术在国投新集的应用研究

通过对比分析不同层位定向钻孔的瓦斯抽放效果,获得了布置定向钻孔的最佳层位。对比分析高位定向长钻孔和顶板穿层钻孔的瓦斯抽放效果,证明了前者的抽放效率更高。工作面回采时,高位定向长钻孔对降低采空区和上隅角瓦斯发挥了一定的作用。

基于变压吸附原理的上隅角低浓度瓦斯处理技术研究

针对煤矿瓦斯气体容易在上隅角位置积聚,造成煤矿安全隐患这一难题,提出并设计了用变压吸附方法(PSA)分离瓦斯,降低上隅角瓦斯浓度的试验方案。依据相似原理及东庞煤矿实际工作面相关参数制作了U型通风系统采煤工作面及采空区模型。采用抽出式通风,向巷道混入甲烷气体,进行了相关的模拟实验。吸附设备正常工作时,上隅角位置的甲烷浓度能由1.1%～1.2%降低到0.7%～0.8%左右,该方法在解决上隅角甲烷积聚问题上能够起到积极作用。

回采工作面上隅角水力压裂切顶技术及其应用

针对部分回采工作面上隅角难以及时垮落的难题,提出一种控制上隅角及时垮落的新方法即定向水力压裂法对上隅角顶板进行预裂切顶,使上隅角能够及时垮落。研究表明,该方法通过在工作面上隅角上部岩层中分段定向多次水力压裂使顶板产生多组裂隙,在工作面回采动压及煤柱支承应力的双重作用下上隅角顶板发生破裂从而实现及时切落。试验结果表明,采用定向水力压裂切顶后上隅角顶板能够及时垮落,最大悬顶面积均小于10m^2;同时,周期来压时机头支架工作阻力最大可降低27.6%,周期来压步距平均降低24.8%,有效降低了工作面上隅角的管理难度。

局部正压通风技术防治上部煤层采空区CO涌出

针对龙华煤矿3-1煤层30106、30107工作面上部2-2煤层采空区高浓度CO气体有从工作面大量涌出的危险,采用灌注高分子发泡材料、注氮与局部正压通风技术,消除了高浓度CO的威胁;介绍了局部正压通风技术的实施步骤以及通风系统的调整方案;通过风压、风量以及上隅角CO浓度监测,综合评价了局部正压通风技术的实施效果。现场应用发现,采用局部正压通风技术可将本煤层与上部煤层采空区的压能差保持在约200Pa,能保证上隅角CO体积分数不超过24×10-6。

采用工艺巷防止高瓦斯易自燃综放面上隅角瓦斯积聚的探讨

上隅角瓦斯积聚是采用综采放顶煤技术开采高瓦斯易自燃煤层必须面对的难题。文章提出了利用工艺巷防止综放面上隅角瓦斯积聚的方法。并且,根据计算流体力学理论建立数学物理模型,模拟计算了综放工作面及采空区内空气、瓦斯流动的规律,有力地论证了该方法的可行性和有效性,为我国高瓦斯易自燃煤层综放工作面的瓦斯防治工作提供了新的思路。

低渗透率煤层采煤工作面上隅角瓦斯治理方法研究

根据低渗透率煤层瓦斯涌出特点以及采煤工作面上隅角瓦斯涌出的分布特点,以现场实测的方法对王家岭煤矿20102采煤工作面、上隅角瓦斯浓度进行分析,得出此矿实际上隅角瓦斯分布特征和主要瓦斯来源。并针对此工作面上隅角瓦斯超限采取了一系列技术措施和管理措施,进而加强瓦斯测控和保证设备的有效性。结果表明:工作面上隅角瓦斯浓度一直在0.4%以下,为矿井安全生产提供了基础保证。

上隅角瓦斯处理装置的研制

根据上隅角瓦斯积聚的机理,提出治理上隅角瓦斯积聚的新思路,设计新的瓦斯治理系统。

工作面上隅角瓦斯综合治理技术的研究及应用

为了解决保德煤矿高瓦斯工作面上隅角瓦斯积聚导致瓦斯超限的问题,以81304工作面为研究对象,分析了上隅角瓦斯来源,提出了在联络巷埋管对采空区进行抽采,通过调整抽采量,吊挂倾斜风障和在回风巷安设增压板闭等一系列措施,局部改变通风系统使上隅角后部形成一个负压范围,将上隅角风流方向由出风变为进风,形成类似于Y型通风的上隅角综合瓦斯治理技术。实施该技术后,工作面上隅角和2号回风巷瓦斯体积分数下降幅度高达50%,上隅角瓦斯体积分数始终保持在0.5%以下,并结合Fluent数值模拟,从理论上证明了此瓦斯综合治理技术能有效改变上隅角附近的局部通风系统和瓦斯浓度分布。

高位钻孔配合埋管抽放治理采面上隅角瓦斯

为了解决高瓦斯矿井综采工作面上隅角瓦斯积聚的问题,通过采用高位瓦斯钻孔配合上隅角埋管抽放方法进行综采工作面的瓦斯抽放,结果发现:瓦斯抽放率由在上隅角单纯埋管抽放时的53%提高到71%,确定了高位瓦斯钻孔配合上隅角埋管抽放方法是解决上隅角瓦斯积聚的有效手段,综采面产量提高了1200t/d。

综合治理上隅角瓦斯积聚的工艺巷通风法

综采面上隅角瓦斯积聚的处理技术一直是国内外攻关的难点,对于上隅角瓦斯积聚的处理技术措施,我们采用了综合防治技术即工艺巷通风和高位抽放钻孔技术,并在曙光矿1210工作面取得成功应用。本文主要对其中的工艺巷通风法的研究实施进行详细介绍,并阐述其在实际应用中的成功技术效果以及技术结论。

U型通风回采面防治上隅角瓦斯超限技术研究

针对南凹寺煤矿"U"型通风工作面上隅角瓦斯超限频繁,严重制约安全高效回采的问题,通过对其瓦斯来源和地质条件进行分析以及瓦斯治理技术的优选,最终采用顶板高位钻孔抽采采空区瓦斯的技术来解决上隅角瓦斯超限问题,并取得了良好的效果。经在南凹寺煤矿30405回采工作面试验考察,顶板高位钻孔抽采瓦斯浓度达到40%~80%;每组6个钻孔的抽采纯量约为5~8 m^3/min;回采割煤期间上隅角瓦斯最大浓度仅为0.33%,回采速度提升近1倍,保障了矿井的安全快速回采。

西川煤矿工作面上隅角CO来源分析研究

针对西川煤矿采煤工作面在回采过程中,上隅角频繁出现的CO浓度超过标准要求的问题,有针对性的通过现场实验、实验室论证等方法对西川煤矿工作面上隅角CO来源进行分析研究,确定西川煤矿1113工作面上隅角处CO来源主要为采空区遗煤的低温氧化,其次为工作面煤体的低温氧化和煤壁煤体在采煤机切割过程中发生的高温氧化以及煤分子部分共价键断裂生成的CO,煤层原生赋存CO的释放可以排除。

瓦斯异常区易自燃煤层综放开采综合治理技术研究

针对7311综放面瓦斯异常涌出和煤炭易自燃的特点和现实情况,提出并实施了采空区预埋管路抽放和局扇均压法相结合的瓦斯综合治理技术,配合加快工作面推进速度、减少采空区漏风和气雾阻化预防采空区煤自燃技术,并对各项技术措施的效果进行了总结、评价,探讨了采空区抽放、均压通风、工作面推进速度等各项技术参数。

综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

针对综采工作面上隅角瓦斯超限问题,分析上隅角瓦斯积聚的原因,研究综采工作面上隅角瓦斯治理技术,对综合治理措施提出6点合理建议,在工作中最大限度地避免安全事故的发生,为综采工作面上隅角瓦斯治理积累了经验,保证放顶煤生产的安全。