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。     

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。     

巷道及“U”工作面上隅角瓦斯运移、积聚及处理措施分析

分析了瓦斯在正常井巷风流中的主要运移扩散方式 ;论述了煤层巷道及工作面上隅角瓦斯运移过程及其局部区域和上隅角形成瓦斯积聚的原因 ;针对当前采用的治理局部瓦斯积聚的几项措施 ,进行了详细的讨论 ;结合白集煤矿实际情况 ,对目前采用的瓦斯治理措施进行了分析。     

极近距离煤层大采高工作面上隅角瓦斯治理

为了解决三交河煤矿2-512大采高工作面上隅角瓦斯经常超限的难题,运用理论和现场实践进行了分析,分析得出工作面上隅角瓦斯超限的主要原因有:①上隅角是风流汇合处;②顶板跨落;③2#下煤层瓦斯涌入采空区;④地质构造.针对上隅角瓦斯超限问题,提出了高位钻孔抽放裂隙带瓦斯和低位钻孔抽放采空区和冒落带瓦斯的防治措施.现场实践表明,在实施上述措施之后,2-512工作面回风流中瓦斯浓度控制在0.02％ ～0.06％,上隅瓦斯浓度由原来的0.8％～3.0％下降到0.8％以下,有效地解决了上隅角瓦斯超限问题,保证了矿井的安全高效生产.     

U型和Y型通风采空区瓦斯分布数值模拟

运用Y型通风方式可解决传统U型通风难以解决的上隅角和回风巷瓦斯浓度超限问题.为了对比分析U型和Y型通风采空区瓦斯运移及分布规律,建立了U型通风和Y型通风采空区物理模型,运用Fluent软件对U型通风和Y型通风方式采空区漏风流场、漏风量(沿采空区边界风速分布)和瓦斯体积分数分布进行数值模拟.结果表明,Y型通风回采工作面采空区漏风流场与U型通风分布有较大差别.Y型通风时工作面端头0～30 m时漏风约占工作面漏风量的50％,且总漏风量较U型通风时多,可避免采空区高浓度瓦斯积聚.采用两进一回Y型通风可从根本上解决上隅角瓦斯积聚和回风巷瓦斯超限问题.     

顶板走向高位钻孔瓦斯抽采技术的研究及应用

为了解决由于采空区及邻近煤层瓦斯的涌人而造成的工作面上隅角瓦斯超限问题,提出了运用顶板走向高位钻孔瓦斯抽采技术,对采空区及邻近煤层瓦斯进行抽采,进而解决上隅角瓦斯超限问题的方法。利用分源预测法对工作面瓦斯涌出源进行了分析,并理论计算了采空区冒落带和裂隙带的高度范围,结合矿井具体情况,确定了合理的高位钻孔参数,并对作用效果进行了现场考察。研究表明：高位钻孔瓦斯抽采技术,能有效地解决工作面上隅角瓦斯超限问题,降低回风流中瓦斯体积分数,并提高了工作面的推进速度,有效地保证了工作面的安全回采。     

以孔代巷瓦斯抽采布孔间距模拟及试验研究

为解决借鉴埋管抽采技术经验或仅依据采空区瓦斯分布模拟来确定以孔代巷瓦斯抽采技术布孔间距可靠性不高的问题,以腾晖矿2-105工作面为试验区,先模拟不同布孔位置的采空区瓦斯浓度分布;再模拟采空区流场情况;根据采空区瓦斯浓度分布和流线轨迹变化趋势分析钻孔对上隅角瓦斯的影响,以此来确定以孔代巷瓦斯抽采布孔间距;最后将模拟确定的布孔间距应用到2-105工作面以孔代巷瓦斯抽采的现场试验中,并将现场数据与模拟结果进行对比验证。结果表明:通过模拟所确定的布孔间距能保证上隅角瓦斯体积分数一直被控制在0. 8%以下,解决了2-105工作面上隅角瓦斯超限问题。     

风量调节对上隅角瓦斯浓度的影响分析

文章在总结了上隅角瓦斯治理技术的基础上,针对某矿庚20-21060回采工作面生产实际,提出采用调节风量法来实现对工作面上隅角瓦斯的治理,并对工作面风量进行多次试验调节,最终得出了庚20-21060回采工作面最佳配风量为1523m3/min,同时得出工作面风量大小与上隅角瓦斯浓度变化的变化关系,即:风量在一定范围内的增加能够降低上隅角瓦斯浓度,但是持续的风量增加有可能造成采空区漏风量增加,导致上隅角和回风流瓦斯浓度的增加。     

偏Y形通风工作面上隅角瓦斯抽采模拟

为解决保德煤矿81505工作面上隅角瓦斯超限问题,选择联巷埋管抽采瓦斯方式进行治理.使用COMSOL模拟软件建立采场物理模型,研究瓦斯埋管抽采前后采空区和工作面O2、CH4体积分数分布、工作面在推进过程中采空区最高温度与工作面风速的关系,分析采空区瓦斯分布和采空区"三带"的变化.结果表明:随瓦斯抽采流量增加,工作面上隅角瓦斯体积分数降低;抽采位置距工作面距离增加,工作面上隅角的瓦斯体积分数降低.根据保德煤矿81505工作面采空区的最短自然发火期,选择抽采流量为40 m3/min,在距工作面40 m处进行瓦斯抽采,工作面上隅角瓦斯体积分数从0.53％降低到0.17％,氧化带宽度从100 m增加到149 m.最后通过现场实践,工作面上隅角瓦斯体积分数降低到0.16％,采空区氧化带的宽度范围为135～150 m,在降低工作面上隅角瓦斯体积分数的同时降低了采空区发生自燃的危险性.     

基于COMSOL的采空区埋管抽采参数优化数值研究

针对回采工作面上隅角瓦斯浓度超限问题,提出了回采工作面采空区埋管抽采的方法。以保德煤矿81307工作面为研究对象,运用数值模拟软件COMSOL模拟采空区无抽采和不同抽采参数条件下工作面内瓦斯分布规律,研究埋管抽采参数对上隅角瓦斯浓度的影响规律,确定最佳的采空区埋管抽采参数。同时进行现场抽采参数优化试验,对瓦斯浓度进行监测,研究结果表明:合适的布置间距、抽采负压和抽采流量能够有效解决上隅角瓦斯超限问题,试验期间内,上隅角瓦斯体积分数最大为0.74%,进风流中瓦斯体积分数最大为0.2%,工作面风流中瓦斯体积分数最大为0.45%,回风流中瓦斯体积分数最大为0.5%,均没有超过安全标准。     

交通事故现场物证点线系列直角坐标测绘定位方法

为了研究满足交通事故现场记录图的技术性、证据性要求的交通事故现场测绘方 法,针对现有现场图定位方法的不足,重点从交通事故证据审查的视角,提出物证定位 观点,分析其技术构成并构建内容体系;在此基础上,依据技术标准基本要求,运用平面 坐标定位原理,以交通事故现场物证定位思想为基础,研究开发交通事故现场点线系列 直角坐标测绘定位方法及其具体应用技术。研究表明:物证定位是能够将现场元素定位 和现场道路定位协同考虑的一种交通事故现场物证固定技术,以其基本思想与原理可以 开发交通事故现场点线系列直角坐标测绘定位方法;该方法有多种变换方法可适用不同 情况的交通事故现场测绘;应用该方法绘制的现场记录图,可以满足现场记录图技术性 及证据性的双重要求。     

火灾中温度升高对蛋白质构象影响的计算机模拟(Ⅱ)——经验力场和势函数

介绍了文献[1]蛋白质构象模拟计算所用的经验力场和势函数,以及在分子动力学模拟过程中,为提高积分时间步长而采用的SHAKE方法。经验力场和势函数是进行蛋白质构象计算机模拟的基础,SHAKE方法则是加快计算速度的行之有效的方法。     

掘进工作面围岩散热的有限元计算

掘进工作面的围岩散热是至今尚未解决的一个重要问题。笔者根据掘进工作面围岩温度场的特点 ,分析了移动柱坐标下的导热微分方程 ,合理地确定了温度场边界、划分了单元格 ;推导了该特定导热微分方程的变分方程 ,阐述了有限元解算的原理 ;论述了由温度场解算结果计算围岩散热量的方法。由此原理和方法 ,编制了计算机程序 ,以一个简单的实例 ,分析了掘进工作面围岩温度场及其散热的特点和规律     

基于动态规划法与重心法的气田消防中心站选址研究

天然气集输系统一旦发生泄漏,容易引发火灾、爆炸、中毒等重大事故,合理的 消防中心站选址对及时展开事故应急救援行动具有重大的现实意义。针对气田中消防中 心站的最优选址展开研究,提出基于动态规划法与重心法相结合的选址方法。采用动态 规划模型确定气田集输系统应急救援最优路径,采用重心法考虑气田集输系统不同组成 单元的重要性,二者结合最终确定出消防中心站最优选址。通过该方法确定的气田消防 中心站位置既保证了气田集输系统中重点保护对象在事故发生的第一时间内得到救援, 同时兼顾了其他单元的最短应急救援时间,对气田消防中心站的合理设置提供了较有价 值的参考。     

活塞风对地铁隧道内烟气扩散特性影响的数值模拟

研究目的是探索地铁列车活塞运动所造成的隧道内三维非均匀初场对列车火灾烟气扩散特性的影响。采用计算流体力学(CFD)方法模拟列车从运动到停止于隧道中的过程,通过将瞬时计算域内三维速度场经过数据转换和传递作为进一步模拟火灾烟气扩散过程的初始条件,检验有效疏散时间内列车附近疏散空间的安全性,并将模拟结果与静止初始条件下的模拟结果进行对比。模拟所采用的三维非均匀初场更接近于真实的物理过程,使模拟结果更有助于揭示实际火灾过程的本质。模拟结果显示列车运动所造成的惯性气流对火灾早期烟气扩散有显著的影响,所采用的研究方法和结论能为制定更加可靠和安全的火灾应急预案提供理论依据。     

一种毒气事故避难所效果评估方法

目前我国针对公众防护只有疏散这一单一方法,现实情况下往往疏散不利导致大量人员伤亡,而同时避难策略由于缺乏理论和评估依据,往往难以推广。为了更好的全面保障毒气泄漏事故周边居民的生命安全,提出一套避难场所的效果评估方法。该方法主要包括房屋气密性测试、屋外浓度场计算、屋内浓度场计算分析、屋内致死概率分析。并举出实际应用案例,展现该方法的多种数据支撑作用。最终给出该方法对于制定避难策略过程中关键影响因素。该方法的提出为高含硫气田、化工园区周边公众防护策略的实施,提高其周边居民安全具有重要意义。     

基于ai智能图像的工控火电现场爆炸风险评估

对工控火电现场爆炸风险进行评估时,若采用人工识别现场图片信息的方法,容易导致现场图片特征信息采集不准确,存在评估耗时长、评估效率低和评估结果不准确的问题。针对该问题,提出1种基于ai智能图像的工控火电现场爆炸风险评估方法;通过自适应融合方法提取工控火电现场ai智能图像中的特征信息,根据特征信息对工控火电现场ai智能图像进行识别;结合层次分析法和问卷调查法,选取工控火电现场爆炸风险评估指标;在图像识别结果的基础上,通过风险等级集合、评估指标权重,建立工控火电现场爆炸风险评估模型,并与另外2种工控火电现场爆炸风险评估方法进行了对比。研究结果表明:所建方法能够缩短评估时间,且评估效率较高、评估结果准确率较高。     

基于CFD的井喷失控喷射火温度场和辐射场模拟仿真

采用CFD方法研究了井喷失控喷射火,阐述了模拟仿真所需的定解条件,论述了模拟仿真采用的数值计算方法,通过模拟仿真得出了井喷失控喷射火温度场和热辐射场的分布规律.结论表明采用CFD方法研究井喷失控喷射火是切实可行的.     

采空区场流安全理论及其研究的新进展

提出采空区场流安全理论的概念,并对采空区场流流态、瓦斯涌出和自燃“三带”理论及自燃温度等数值模拟计算的发展历程进行概要总结;分析了当前采空区场流安全理论研究的最新进展和发展趋势。指出目前的现代通风安全理论研究正处在前所未有的历史变革时期,即从网络流通风安全理论到场流安全理论的过渡与统一。采空区问题(瓦斯涌出和自燃)应综合考虑特定开采条件下的采场漏风与供氧系统的背景环境。其理论研究的主流方向应是基于场流方法的灾害与各因素影响关系的分析,重点是灾害机理和多灾害间耦合等一般规律;技术手段是多孔介质渗流力学、多相气体扩散、综合传热理论和有限元数值模拟方法,关键是模型求解的收敛稳定性和流场分布解问题。     

生产安全领域科研项目成果评价指标与评价方法研究*

为了更全面、更准确地开展生产安全领域科研项目成果的评价工作,以国家对科技成果评价的相关法规与标准为指引,结合生产安全领域科研项目成果的自身特点,基于德尔菲法从“学术与技术水平”、“成果效益”和“成果影响”3个方面构建相应的多层次评价指标体系;结合生产安全领域科研项目成果特点,提出综合采用同行评议法、多维指数评价法、层次分析法、模糊综合评价法和科学计量法的评价方法选择思路,并以Yaahp作为评价方法的配套工具进行实际应用。研究结果可为生产安全领域相关科研项目成果的评价工作提供一套从指标体系到评价方法,从评价方法到评价工具的整体解决方案。