基本信息
- 項目名稱：
- 基于CFD的采空區(qū)瓦斯埋管抽采技術(shù)數(shù)值模擬的研究
- 小類：
- 機械與控制
- 簡介：
- 在高瓦斯厚煤層的開采過程中，瓦斯危害已經(jīng)影響到煤礦正常生產(chǎn)，其中采空區(qū)瓦斯危害是目前煤礦災(zāi)害防治的重點之一。本文通過分析對比瓦斯運移分布規(guī)律模擬結(jié)果，得出了寺河煤礦采空區(qū)瓦斯埋管抽采技術(shù)參數(shù)，對寺河煤礦采空區(qū)瓦斯抽采效率的提高有一定的實際指導(dǎo)意義。
- 詳細介紹：
- 本文以山西晉城寺河礦綜采工作面的采空區(qū)為研究對象，在分析了寺河煤礦瓦斯抽采現(xiàn)狀、工作面瓦斯涌出規(guī)律、采空區(qū)瓦斯涌出在工作面瓦斯涌出占有比例、以及采空區(qū)采用的埋管抽采瓦斯方法和抽采參數(shù)后，通過對采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律及國內(nèi)采空區(qū)瓦斯埋管抽采方法的總結(jié)分析，構(gòu)建了該礦采空區(qū)瓦斯抽采數(shù)值模型，進行數(shù)值模擬，通過分析對比瓦斯運移分布規(guī)律模擬結(jié)果，得出了寺河煤礦采空區(qū)瓦斯埋管抽采技術(shù)參數(shù)，對寺河煤礦采空區(qū)瓦斯抽采效率的提高有一定的實際指導(dǎo)意義。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 通過構(gòu)建晉城寺河礦采空區(qū)瓦斯抽采數(shù)值模型、進行數(shù)值模擬等研究，提出提高寺河礦采空區(qū)瓦斯抽采效率的埋管參數(shù)，有一定的實際指導(dǎo)意義。 先通過擴散運動和層流運動的原理來進行數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)瓦斯在煤層中流動和瓦斯在采空區(qū)中的流動的基本規(guī)律，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，通過CFD進行數(shù)值模擬，根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果在采空區(qū)選擇合適位置采用埋管抽采，最后確定瓦斯抽采埋管參數(shù)。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 1采空區(qū)埋管抽采使瓦斯抽采更加高效安全且通過本項目的研究可以為其他礦井的采空區(qū)瓦斯抽采提供技術(shù)支持； 2采用CFD程序FLUENT來模擬采空區(qū)氣體的流動規(guī)律更直觀明了進行研究。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 通過一系列研究模擬得出的結(jié)論可作為山西省該試驗礦井采空區(qū)實際瓦斯抽采的理論依據(jù)，對該試驗礦井采空區(qū)瓦斯抽采效率的提高和對其他礦井瓦斯抽采有一定的實際指導(dǎo)意義，同時合理的抽采方式能提高瓦斯抽采力度，不僅對減少全球瓦斯排放量減少空氣污染，還能促進瓦斯的開發(fā)利用，也同時可降低瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出等引起的而使煤礦生產(chǎn)和財產(chǎn)造成嚴重的破壞和損失事故。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 在高瓦斯厚煤層的開采過程中，瓦斯危害已經(jīng)影響到煤礦正常生產(chǎn)，其中采空區(qū)瓦斯危害是目前煤礦災(zāi)害防治的重點之一。本文以山西晉城寺河煤礦綜采工作面的采空區(qū)為研究對象，在分析了該寺河煤礦瓦斯抽采現(xiàn)狀、工作面瓦斯涌出規(guī)律、采空區(qū)瓦斯涌出在工作面瓦斯涌出占有比例、以及該寺河煤礦采空區(qū)采用的埋管抽采瓦斯方法和抽采參數(shù)后，通過對采空區(qū)瓦斯運移規(guī)律及國內(nèi)采空區(qū)瓦斯埋管抽采方法的總結(jié)分析，構(gòu)建了該礦采空區(qū)瓦斯抽采數(shù)值模型，進行數(shù)值模擬，通過分析對比瓦斯運移分布規(guī)律模擬結(jié)果，得出了寺河煤礦采空區(qū)瓦斯埋管抽采技術(shù)參數(shù)，對寺河煤礦采空區(qū)瓦斯抽采效率的提高有一定的實際指導(dǎo)意義。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 0錢鳴高, 劉聽成. 礦山壓力及其控制[M]. 煤炭工業(yè)出版社, 1991. 0王戈. 綜采工作面充填開采采空區(qū)瓦斯運移研究[D]. 長沙: 湖南科技大學(xué), 2009. 0金佩劍. 寺河礦提高瓦斯抽放效果研究[D]. 阜新: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)2008. 0齊慶杰. 采場瓦斯三維流動及瓦斯?jié)舛鹊臄?shù)值解法[J]. 阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報, 1990(4).
同類課題研究水平概述
- 目前采空區(qū)瓦斯抽放已成為幾種主要抽放瓦斯方法之一。在國外主要采煤國都非常重視這類瓦斯的抽放，抽出的瓦斯量在總抽放量中占有較大的比重，如德國及日本均達30%左右。 在采空區(qū)瓦斯的危害中，上隅角瓦斯集聚是一個抽放重點。工作面上隅角瓦斯積聚和處理的問題，同樣是國內(nèi)外技術(shù)人員努力攻關(guān)的重點。法國煤礦采用壓風(fēng)引射器引排綜采面上隅角的瓦斯；波蘭、日本和德國用小型氣動風(fēng)機吹散上隅角的積聚瓦斯；前蘇聯(lián)運用抽放泵抽排上隅角瓦斯。 在上世紀50年代初，撫順礦區(qū)老虎臺礦就進行密閉采空區(qū)的瓦斯抽放，抽出瓦斯供市區(qū)民用。此后該試驗礦井區(qū)的其他礦井亦進行采空區(qū)瓦斯抽放。到60年代采空區(qū)密閉抽放瓦斯還在包頭五當(dāng)溝礦及中梁山南礦應(yīng)用過，效果非常明顯。同時上世紀50年代末地面鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯方法在于陽泉四礦、三礦進行了應(yīng)用。在近一年的時間里總共抽出純瓦斯162萬m3，瓦斯?jié)舛?5.4%～46.8%，效果非常明顯。1961年中梁山煤礦南礦也曾應(yīng)用地面鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯方法。另外同時期在陽泉四礦三坑曾試驗過一種頂板尾巷抽放采空區(qū)瓦斯的方法，同樣取得了較好效果。 隨后在較長一段時期內(nèi)，我國采空區(qū)瓦斯抽放工作沒有多大發(fā)展，隨著瓦斯抽放工藝的進步及抽放設(shè)備的完善，近幾年采空區(qū)瓦斯抽放有了明顯的發(fā)展，不僅抽放的礦井增加許多，抽放方法也是多種多樣。 例如在淮北礦務(wù)局，試驗頂板水平鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯方法，鉆孔位于開采層頂板以上6～8m，抽出純瓦斯0.7～0.8 m3/min 左右，瓦斯?jié)舛?0%～80%；天府礦務(wù)局磨心坡礦試驗和應(yīng)用了工作面邊采邊抽采空區(qū)瓦斯及隔離密閉抽放采空區(qū)瓦斯取得了非常好的效果；中梁山煤礦在采用偽斜正臺階采煤法及下行通風(fēng)方法的條件下，采取鉆孔及石門密閉相結(jié)合的抽放采空區(qū)瓦斯方法；南桐礦務(wù)局東林礦從1985年開始抽放密閉采空區(qū)瓦斯；松藻礦務(wù)局二礦采用從開采層向冒落拱上方打鉆抽放采空區(qū)瓦斯；雞西礦務(wù)局城子河礦根據(jù)采場氣體流動理論將抽放管口盡量移到采空區(qū)的最上邊緣，并置于回采工作面延長線附近取得了很好的抽放效果。
